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Le logiciel neuf a pu effectuer à ADN-authentification en temps réel une réalité

Dans le film Gattaca de la science-fiction, garantie claire de visiteurs seulement si une prise de sang et une lecture de leur profil génétique apparie l'échantillon sur le fichier. Maintenant, les compteurs séquentiels d'ADN et le logiciel personnalisé bon marché ont pu effectuer à ADN-authentification en temps réel une réalité.

Les chercheurs à l'Université de Columbia et au centre de génome de New York ont développé une méthode recensent à rapidement et exactement des gens et des lignées cellulaires de leur ADN. La technologie a pu avoir des applications multiples, de recenser des victimes dans une catastrophe de masse à analyser des scènes du crime. Mais son utilisation plus immédiate pourrait être de marquer les lignées cellulaires mislabeled ou contaminées dans des expériences de cancer, une raison importante pour laquelle des études plus tard sont infirmées. La découverte est décrite dans la dernière question de l'eLife.

« Notre méthode ouvrent des voies neuves d'employer la technologie disponible sur le marché à la société de prévoyance, » a dit Yaniv supérieur de l'étude Erlich auteur, un professeur de l'informatique au bureau d'études de Colombie, un membre de faisceau de complément à NYGC, et un membre de l'institut de la Science des caractéristiques de Colombie. « Nous sommes particulièrement excités au sujet du potentiel d'améliorer la cellule-authentification dans la cancérologie et d'accélérer potentiellement la découverte des demandes de règlement neuves. »

Le logiciel est conçu pour fonctionner sur le subordonné, un instrument la taille d'une carte de crédit qui tire dedans des brins d'ADN par ses pores microscopiques et donne lecture des séquences des nucléotides, ou l'ADN marque avec des lettres A, T, C, G. Le dispositif a permis aux chercheurs pour étudier des bactéries et des virus dans le domaine, mais son taux d'erreurs élevé et grandes lacunes de ordonnancement ont jusqu'ici limité son utilisation sur des cellules humaines avec leurs milliards de nucléotides.

Dans un procédé en deux étapes novateur, les chercheurs donnent une voie neuve d'employer le subordonné $1.000 et l'abondance de caractéristiques génétiques humaines maintenant en ligne pour valider l'identité des gens et des cellules par leur ADN avec l'exactitude presque parfaite. D'abord, ils emploient le subordonné pour ordonnancer les chaînes de caractères faites au hasard dont de l'ADN, à partir ils sélectent les différentes variantes, qui sont des nucléotides qui varient de la personne à personne et les rendent seules. Puis, ils emploient un algorithme bayésien pour comparer fait au hasard ce mélange des variantes aux variantes correspondantes dans d'autres profils génétiques sur le fichier. Avec chaque contre-vérification, l'algorithme met à jour la probabilité de trouver une correspondance, rétrécissant rapidement la recherche.

L'exposition de tests la méthode peut valider l'identité d'une personne après avoir contrôlé entre 60 et 300 variantes, les chercheurs enregistrent. En quelques minutes, elle a vérifié l'identité de l'auteur important de l'étude, de Sophie Zaaijer, d'un ancien membre de NYGC et maintenant d'un chercheur post-doctoral au tech de Cornell.

Pour faire ceci, le subordonné a apparié la lecture du génome de Zaaijer, glanée d'un groupe des cellules de joue, avec un profil de référence enregistré parmi 31.000 autres génomes sur la base de données publique, DNA.land. L'identité d'Erlich a été vérifiée la même voie, avec l'ordonnancement d'initiale fait par des stagiaires de Colombie dans le type génomique omniprésent lui et Zaaijer enseignés en 2015.

Ils appellent leur technique « subordonné de réidentification esquissant » que Zaaijer compare à la capacité du cerveau d'effectuer à l'extérieur un oiseau à partir de quelques caractéristiques indiquantes dans un dessin au trait abstrait de Picasso. Le « croquis » génétique du subordonné d'un cellule-échantillon est comparé à une base de données croissante des croquis --les profils génétiques assimilé inachevés ont produit par les nécessaires domestiques de test ADN comme 23andMe et donnés à la science par des consommateurs.

« Suivre notre méthode, une a besoin seulement de quelques ADN s'affiche pour impliquer une correspondance à une personne dans la base de données, » dit Zaaijer.

L'utilisation la plus prometteuse pour le « subordonné esquissant » peut être comme outil bon marché de cellule-authentification dans la recherche expérimentale, disent des scientifiques au courant de ses capacités. Dans l'étude, les chercheurs ont rapidement apparié une tension des cellules leucémiques ordonnancées par le subordonné contre un fichier de référence dans la base de données d'encyclopédie de lignée cellulaire de cancer, ils enregistrent. Quand ils ont essayé de contaminer les cellules avec d'autres cultures, elle a correctement rejeté une correspondance si les niveaux de contamination s'élevaient au-dessus de 25 pour cent.

L'utilisation des mauvaises ou contaminées lignées cellulaires dans la recherche médicale est blâmée de autant qu'un tiers des $28 milliards prévus dépensés tous les ans sur les études qui ne peuvent pas être reproduites, selon une étude récente. Dans un essai 2014 en la Science, le directeur de l'institut national des sciences médicales générales, Jon Lorsch, appelés pour que des polices et des technologies neuves traitent le problème.

Manquer des machines chères a dû valider des lignées cellulaires sur leurs propres moyens, la plupart de validation de saut de chercheurs ou expédier leurs cultures aux laboratoires spécialisés qui peuvent retarder des découvertes et des demandes de règlement importantes. Si une alternative plus facile étaient procurable, la plupart des chercheurs l'emploieraient, disent Neville Sanjana, un membre de la faculté de faisceau à NYGC et professeur adjoint au Service de Biologie de NYU qui travaille sur des lignées cellulaires de cancer de peau et de poumon et n'étaient pas impliqués dans l'étude.

« Personne ne veut perdre le temps et des réactifs travaillant aux cellules incorrectes, » il dit. « Au juste prix, chaque laboratoire adoptera ceci. »