Новое программное обеспечение может подтвердить личность человека по его ДНК за считанные минуты: технологии, разработанные для дешевых секвенаторов ДНК, могут улучшить контроль качества исследований.

Исследователи из Колумбийского университета и Нью-Йоркского центра генома разработали метод быстрой и точной идентификации людей и клеточных линий по их ДНК. Эта технология может иметь множество применений, от идентификации жертв массового бедствия до анализа мест совершения преступлений. Но его самое непосредственное использование может заключаться в том, чтобы пометить неправильно маркированные или загрязненные клеточные линии в экспериментах по борьбе с раком, что является основной причиной того, что исследования позже были признаны недействительными.

Об открытии рассказывается в последнем выпуске eLife.«Наш метод открывает новые способы использования готовых технологий на благо общества», — сказал старший автор исследования Янив Эрлих, профессор информатики в Columbia Engineering, дополнительный основной член NYGC и член Columbia’s Data Science.

Институт. «Мы особенно рады возможности улучшить аутентификацию клеток в исследованиях рака и потенциально ускорить открытие новых методов лечения».Программное обеспечение предназначено для работы на MinION, инструменте размером с кредитную карту, который протягивает нити ДНК через свои микроскопические поры и считывает последовательности нуклеотидов или буквы ДНК A, T, C, G. позволил исследователям изучать бактерии и вирусы в полевых условиях, но его высокая частота ошибок и большие пробелы в секвенировании до сих пор ограничивали его использование на человеческих клетках с их миллиардами нуклеотидов.

В инновационном двухэтапном процессе исследователи намечают новый способ использования MinION за 1000 долларов и огромного количества генетических данных человека, находящихся сейчас в сети, для проверки идентичности людей и клеток по их ДНК с почти идеальной точностью. Во-первых, они используют MinION для упорядочивания случайных цепочек ДНК, из которых они выбирают отдельные варианты, которые представляют собой нуклеотиды, которые варьируются от человека к человеку и делают их уникальными. Затем они используют байесовский алгоритм для случайного сравнения этого набора вариантов с соответствующими вариантами в других генетических профилях в файле. При каждой перекрестной проверке алгоритм обновляет вероятность нахождения соответствия, быстро сужая поиск.

Тесты показывают, что этот метод может подтвердить личность человека после перекрестной проверки от 60 до 300 вариантов, сообщают исследователи. В течение нескольких минут он подтвердил личность ведущего автора исследования, Софи Заайер, бывшего члена NYGC, а теперь докторанта в Корнельском технологическом институте.

Для этого MinION сопоставил считывание генома Заайджера, полученное из образца клеток щеки, с эталонным профилем, хранящимся среди 31000 других геномов в общедоступной базе данных DNA.land. Личность Эрлиха была подтверждена таким же образом, с первоначальным секвенированием, проведенным студентами Колумбийского университета в классе повсеместной геномики, который он и Заайджер преподавали в 2015 году.

Они называют свою технику повторной идентификации «зарисовкой миньонов», которую Заайер сравнивает со способностью мозга различать птицу по нескольким характерным чертам абстрактного рисунка линии Пикассо. Генетический «набросок» образца клетки MinION сравнивается с растущей базой данных эскизов — аналогично неполным генетическим профилям, созданным с помощью домашних наборов для ДНК-тестов, таких как 23andMe, и переданных науке потребителями.«Используя наш метод, нужно всего несколько считываний ДНК, чтобы сделать вывод о совпадении с человеком в базе данных», — говорит Заайер.По словам ученых, знакомых с его возможностями, наиболее многообещающим вариантом использования «эскизов MinION» может быть дешевый инструмент аутентификации клеток в экспериментальных исследованиях.

В ходе исследования исследователи быстро сопоставили штамм лейкемических клеток, секвенированный MinION, с эталонным файлом в базе данных энциклопедии линий раковых клеток, сообщают они. Когда они попытались заразить клетки другими культурами, они правильно отклонили совпадение, если уровень загрязнения поднялся выше 25 процентов.Согласно одному недавнему исследованию, использование неправильно идентифицированных или загрязненных клеточных линий в медицинских исследованиях является причиной около трети из примерно 28 миллиардов долларов, которые ежегодно тратятся на исследования, которые невозможно воспроизвести.

В своем эссе, опубликованном в журнале Science в 2014 году, директор Национального института общих медицинских наук Джон Лорш призвал к разработке новой политики и технологий для решения этой проблемы.Из-за отсутствия дорогостоящего оборудования, необходимого для самостоятельной проверки клеточных линий, большинство исследователей либо пропускают проверку, либо отправляют свои культуры в специализированные лаборатории, что может задержать получение важных результатов и лечения. Если бы была доступна более простая альтернатива, большинство исследователей использовали бы ее, говорит Невилл Санджана, член основного преподавателя NYGC и доцент кафедры биологии Нью-Йоркского университета, который работает с клеточными линиями рака кожи и легких и не принимал участия в исследовании.

«Никто не хочет тратить время и реагенты на неправильные клетки», — говорит он. «По разумной цене каждая лаборатория примет это на вооружение».Соавторы исследования: Ассаф Гордон из Нью-Йорка; Дэниел Спейер из Columbia Engineering и NYGC; Роберт Пикконе из Колумбийского института науки о данных и Саймон Корнелис Гроен из Центра геномики и системной биологии Нью-Йоркского университета.

9 комментариев к “Новое программное обеспечение может подтвердить личность человека по его ДНК за считанные минуты: технологии, разработанные для дешевых секвенаторов ДНК, могут улучшить контроль качества исследований.”

  1. Осина Ирина Ивановна

    Вовчик перед выборами решил слезные оправдания на публику вылить? Такие отмазки только в рф могут пройти, а в мире все все знают!

  2. А,помнишь,Желаю всем мира,Альбац, мразь ты,как твой Немцов кучеряаый сидел и лыбился по правую руку от Ельцина? Наследничек, а в это время бойня в Чечне шла? Что ж тогда из-за стола не встал,мразота.

  3. Разудалов Антип

    Н-ском обычно и обозначается секретный или неизвестный город, ну или порт))).

  4. Что-то холодновато в этом году, хотя континентальный климат, я сам с Красноярске,правда привезли в 1969 в Москву)))))).

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.