環境 DNA:既可破案,亦成冤案?

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圖片來源:Happy_Nati/Shutterstock

存在於環境的 DNA(Environmental DNA,eDNA)有助科學家更了解物種基因,以準確進行保育工作,但最近有研究表示,這種工具亦可收集有關人口及個人的資訊。有法律學者擔心,在環境中收集人類 DNA 的能力若不受監管,恐會有利於種族迫害,或被誤用造成冤案。

eDNA 如何收集?有甚麼用?

過去 10 年間,野生動物研究人員改進了復原環境的 eDNA 技術,利用所有生物留下的微量遺傳物質,用以追蹤脆弱或隱秘的野生動物種群,甚至重新發現被認定已滅絕的物種。對生態學家來說,eDNA 是一種強大、價格低廉的工具,而且無處不在,空氣及各類液體之中都能找到。

eDNA 技術還會用於廢水監測系統 ,以監測 COVID 和其他病原體。一直以來,使用 eDNA 的科學家都難免會復原出大量人類 DNA。對他們來說,人類基因組副產品是混淆他們的數據,但如果有人立心要收集人類 eDNA,就可能會為私隱及公民自由帶來威脅,尤其因應技術進步,現已可從更小的 eDNA 樣本中收集到更多資訊。

佛羅里達大學野生動物遺傳學家 David Duffy 本來只想用一種更好的方法來追蹤海龜疾病。然後,他想到也可以在其所到之處尋找人類 DNA,便與同事使用一種現成及易於負擔的技術,了解他們可以在各種環境得來的人類 DNA 中收集到多少資訊,例如室外水道和建築物內的空氣。他們發現,環境中殘留的人類 DNA 片段雖然微小,但已足夠復原其醫學及祖先訊息。研究結果近日發表在學術期刊 Nature Ecology & Evolution

其中一個實驗中,研究人員由佛羅里達州聖奧古斯丁(St. Augustine)一條小溪收集了一個汽水罐容量的水樣本,然後將樣本中的遺傳物質放入納米孔測序儀(Nanopore sequencer),以讀取更長的 DNA 序列。儀器大約需要 1,000 美元,只有火機大小,可像 USB 手指般插入手提電腦。從樣本中,團隊成功復原比預期中更清晰的人類 DNA。

撈一點空氣,找出你的兒女及高堂

雖然匯集的 eDNA 樣本可以幫助公共衛生研究人員確定導致社區疾病突變的原因,但這些 eDNA 樣本同樣可以用來尋找及迫害少數民族。專注遺傳學研究倫理、法律及社會影響的哈佛大學研究員 Anna Lewis 說:「這為當局提供一個強大的新工具,我認為國際間有更多理由關注此事。」

法醫研究人員更表示,在人數較少的封閉空間中,目前已能通過 eDNA 進行個體識別。去年 10 月,奧斯陸大學醫院法醫研究中心團隊就試行從空氣樣本中恢復人類 DNA 的新技術,能夠透過辦公室內空氣中的 DNA,組成完整的 DNA 整合索引系統(CODIS)檔案。這顯示執法人員可能會使用在犯罪現場收集的 eDNA 作為定罪依據。

然而,開發該技術的野生動物生態學家表示技術還不夠成熟,無法用於破案。首先,科學家尚未能確定 eDNA 的基本原理,例如那如何存在於空氣或水中,或者如何隨時間降解。而且雖然納米孔測序技術能助研究團隊找到更長、資訊量更大的 DNA 片段,但錯誤率亦比舊有技術更高,顯示在查案過程中,一些不尋常的遺傳特徵可能會給出錯誤線索。

法醫倫理學家及法律學者認為,這項發現,令制定全面遺傳私隱法律更顯迫切。紐約大學法學教授 Erin Murphy 指出:「這完全是不受管制的領域,人人自由。我們的理解是,除非明確禁止,否則警察只要想用就可以用。」而且在收集 DNA 時,個人並不是唯一受影響的人,Murphy 提到:「DNA 追蹤到你的遠親,下追蹤到你的孩子,上追蹤到你的祖先。在未來,誰知道 DNA 會告訴我們關於人的甚麼資訊,或者可能會被如何使用?」