„Nauji metodai gerina gebėjimą identifikuoti net ir labai pažeistus žmonių palaikus.
Pasaulis susiduria su daugybe tragiškų įvykių, dėl kurių žūsta ir dingsta daug žmonių, įskaitant konfliktus Ukrainoje, Mianmare, Sudane ir Artimuosiuose Rytuose, taip pat klimato kaitos paspartintas gaisrus ir audras.
DNR pagrindu atliekamo identifikavimo technologija sparčiai tobulėja – susieja giminaičius, laikui bėgant, ir su labiau pažeistais palaikais, todėl galima surikiuoti daugiau dingusiųjų su vardais ir daugiau šeimų su artimaisiais.
Neseniai teismo medicinos mokslininkų, dirbančių su neatpažintų Vietnamo kareivių iš Vietnamo karo kaulais, pasiektas proveržis atspindi platesnį inovacijų antplūdį. Mokslininkai mano, kad, toliau tobulėjant, atsirandantys DNR sekoskaitos metodai galėtų suteikti aiškumo daugeliui sudėtingesnių bylų, susijusių su neatpažintais žmonių palaikais.
Kokie naujausi pasiekimai?
Dešimtmečius DNR analizė siekė didesnio jautrumo ir tikslumo.
Galingi nauji vadinamojo naujos kartos sekoskaitos [1] taikymai dabar padeda identifikuoti pažeistus palaikus. Šie metodai leidžia mokslininkams išskirti ir analizuoti milijonus DNR fragmentų, ypač vieno nukleotido polimorfizmus arba, angliškai, SNP, kurie yra variacijos atskirose genomo pozicijose.
Teismo ekspertai ir organizacijos, įskaitant Tarptautinę dingusių asmenų komisiją, kuri buvo įkurta 1990-aisiais, siekiant identifikuoti dingusius asmenis po karų Balkanuose, šiuos naujus pokyčius laiko dideliu šuoliu į priekį identifikavimo srityje.
Komisijos programa Vietname praėjusiais metais rado būdą įrodyti, kad didesnis laiko ar atšiaurių sąlygų, pavyzdžiui, tropinio dirvožemio, kuris paprastai būna rūgštesnis, paveiktų kaulų analizė dabar gali sukurti tikslius DNR profilius, leidžiančius identifikuoti. Amerikos karo mokslininkai neseniai padarė savo pažangą su palaikais, atsiradusiais dar Antrojo pasaulinio karo laikais.
Molekulinės biologijos specialistai vis dar pritaiko procesą skirtingoms aplinkybėms, tačiau nustatyta, kad kauluose, kuriuose trūko DNR, reikalingos identifikavimui, naudojant senesnius metodus, yra pakankamai SNP, kad specializuotos programinės įrangos pagalba būtų galima sujungti mirusiuosius su tokiais tolimais giminaičiais kaip proproanūkis.
Labiau įsitvirtinę metodai – mitochondrijų DNR ir trumpų tandeminių pasikartojimų analizė, kuri lėmė nusikaltimų DNR duomenų bazių kūrimą – dažnai reikalauja didesnio kiekio genetinių duomenų medžiagos ir siūlo mažesnį identifikavimo tikslumą.
„Dabar turime technologiją, kuri iš tikrųjų tiksliai nustato tas trumpas molekules“, – teigė prof. Matthew Emery, biomolekulinis antropologas iš Bingamtono universiteto Niujorke, tyrinėjęs DNR identifikavimą po gaisrų. „Galime gauti daugiau informacijos.“
Kaip vyksta šis procesas?
Pirmiausia surenkami žmonių palaikai. Vietname ir kitur mokslininkai teikia pirmenybę dantims su nepažeistomis šaknimis ir tvirtais, dideliais kojų kaulais, kurie geriausiai išsaugo DNR.
Kaulai valomi, kad būtų pašalinti nešvarumai ir paviršiaus užterštumas. Tada kiekvienas kaulo mėginys sumalamas į smulkius miltelius, kurie sumaišomi su cheminiais reagentais. Tikslas – išskirti žmogaus DNR į tirpalą, tačiau tai gali būti sudėtinga; reagentai yra brangūs, o tai, kas veikia su atskirais suirusiais mėginiais, gali skirtis.
Kai procesas vyksta, DNR jungiasi prie stiklo. Kitos medžiagos nupilamos, paliekant bespalvį lašą, kuriame yra milijonai bakterijų DNR ir (tikimės) dingusiojo DNR.
Tada mėginys patenka į naujos kartos sekvenavimo aparatą. Pastaruoju metu jie tapo greitesni ir patikimesni – vienas Hanojaus laboratorijoje telpa ant stalo, bet kainuoja daugiau nei 200 000 dolerių.
Sekvenavimo aparatas selektyviai jungiasi prie žmogaus DNR fragmentų. Jis išskiria DNR sekas, kurias speciali programinė įranga surenka į profilį.
Šis profilis lyginamas su etaloniniais mėginiais iš dingusiojo giminaičių duomenų bazėje. Algoritmai atlieka giminystės analizę ir nustato, ar galima rasti didelės tikimybės atitikmenį.
Kada ši technologija bus plačiai prieinama?
Naujos kartos SNP sekvenavimas jau daugelį metų plačiai taikomas archeologų. Jie naudojo chemijos ir skaičiavimo metodų derinį, kad sekvenuotų gauruotųjų mamutų genomą, ištirtų ryšius tarp neandertaliečių ir šiuolaikinių žmonių ir parodytų, kad sibiriečiai yra genetiškai susiję su ankstyvaisiais Amerikos gyventojais.
Šiuolaikinės identifikavimo programos, be genealoginių rinkinių, kuriuos naudoja tokios įmonės kaip „Ancestry.com“, atsirado lėčiau. Tačiau tai keičiasi keliose pirmaujančiose laboratorijose. Pavyzdžiui, nuo vasario iki gegužės mėnesio Ginkluotųjų pajėgų medicinos ekspertų sistemos teismo medicinos ekspertai naudojo naujus metodus, kad padėtų identifikuoti 51 amerikietį, kurių vardai greičiausiai nebūtų buvę įvardyti, jei ne naujasis metodas.
Tarptautinė dingusių asmenų komisija tikisi, kad jos projektas Vietname bus dar platesnis, leisdamas identifikuoti tūkstančius dingusių vietnamiečių ir optimizuoti metodus taikymui kitur.
Jos tyrėjai jau dirba Ukrainoje, Sirijoje ir Irake. Tačiau projektą Vietname daugiausia finansavo Jungtinių Valstijų Tarptautinės plėtros agentūra, ir nors šiais metais jo biudžetas buvo atkurtas, pinigai baigsis rugsėjį, nebent Jungtinės Valstijos ar kiti donorai įsikiš.
Mokslininkai pastebi, kad privati pramonė ir teisėsaugos institucijos dvejoja investuoti į dingusių asmenų paieškos technologiją, nes išlaidos vis dar didelės, o atsipirkimas neaiškus.
„Infrastruktūra yra, bet paskatų nėra“, – sakė profesorius Emery iš Bingamtono. „Štai kodėl mums reikia šių tarptautinių organizacijų.“ [2]
1. Naujos kartos sekvenavimas (angliškai: NGS), dar žinomas, kaip didelio našumo sekvenavimas, yra masiškai lygiagreti DNR sekvenavimo technologija, leidžianti greitai ir ekonomiškai sekvenuoti didelius DNR arba RNR kiekius. Ji leidžia vienu metu sekvenuoti milijonus DNR fragmentų, žymiai padidindama genominių tyrimų mastą ir greitį.
Pagrindinės NGS savybės:
Masiškai lygiagretus sekvenavimas:
Skirtingai nuo tradicinio Sanger sekvenavimo, kuris vienu metu sekvenuoja po vieną DNR fragmentą, NGS gali vienu metu sekvenuoti milijonus fragmentų.
Didelis našumas ir greitis:
NGS technologijos gali generuoti didžiulius sekvenavimo duomenų kiekius per trumpą laiką, todėl jos idealiai tinka didelio masto genominiams tyrimams.
Ekonominis efektyvumas:
NGS žymiai sumažino sekvenavimo kainą, todėl jis tapo prieinamesnis įvairiems tyrimams ir klinikinėms reikmėms.
Universalumas:
NGS gali būti naudojamas sekvenuoti ištisus genomus, specifinius genus arba tikslinius DNR arba RNR regionus, taip pat genetiniams variantams ir mutacijoms aptikti.
NGS taikymas:
Genomikos tyrimai: Genomų struktūros, funkcijos ir evoliucijos tyrimas.
Klinikinė diagnostika: su ligomis susijusių genetinių mutacijų nustatymas, gydymo sprendimų priėmimas ir ligos progresavimo stebėjimas.
Reprodukcinė sveikata: prenataliniai tyrimai ir genetinė patikra.
Infekcinių ligų tyrimai: patogenų nustatymas, protrūkių stebėjimas ir naujų gydymo būdų kūrimas.
Teismo ekspertizė: asmenų nustatymas ir ryšių užmezgimas.
Žemės ūkio mokslas: pasėlių derliaus gerinimas ir ligoms atsparių augalų kūrimas.
Aplinkos mokslas: mikrobų bendrijų analizė ir poveikio aplinkai vertinimas.
Kaip tai veikia:
NGS veikia, skaidydamas DNR mėginį į mažus fragmentus, prie fragmentų galų pridėdamas adapterius ir tada amplifikuodamas šiuos fragmentus PGR metodu. Šie amplifikuoti fragmentai tada įkeliami į sekvenavimo prietaisą, kuriame jie lygiagrečiai sekvenuojami naudojant įvairius metodus, tokius, kaip sekvenavimas sintezės būdu (angliškai: SBS). Gauti duomenys analizuojami bioinformatikos įrankiais, siekiant surinkti sekas ir nustatyti variantus.
Šiame vaizdo įraše angliškai pateikiamas nuoseklus naujos kartos sekvenavimo vadovas: https://www.youtube.com/watch?v=CZeN-IgjYCo&t=1
2. How New DNA Science Could Help More Families of the Missing. Cave, Damien. New York Times (Online) New York Times Company. Jul 4, 2025.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą