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El nuevo software podía hacer DNA-autentificación en tiempo real una realidad

En la película Gattaca de la ciencia-ficción, seguridad sin obstrucción de los visitantes solamente si un análisis de sangre y una lectura de su perfil genético iguala la muestra en archivo. Ahora, los secuenciadores de la DNA y el software personalizado baratos podían hacer DNA-autentificación en tiempo real una realidad.

Los investigadores en la Universidad de Columbia y el centro del genoma de Nueva York han desarrollado un método determinan a rápidamente y exacto gente y variedades de células de su DNA. La tecnología podía tener usos múltiples, de determinar a víctimas en un desastre en masa a analizar escenas del crimen. Pero su uso más inmediato podría ser señalar variedades de células por medio de una bandera mislabeled o contaminadas en los experimentos del cáncer, una razón principal que los estudios están invalidados más adelante. El descubrimiento se describe en la última aplicación el eLife.

“Nuestro método abre nuevas maneras de utilizar tecnología disponible a la sociedad de ventaja,” dijo a Yaniv mayor Erlich autor, profesor de informática en Columbia que dirigía, pieza de la base del adjunto en NYGC, y pieza del estudio del instituto de la ciencia de los datos de Columbia. “Nos excitan especialmente sobre el potencial de perfeccionar la célula-autentificación en la investigación de cáncer y potencialmente de acelerar el descubrimiento de nuevos tratamientos.”

El software se diseña para ejecutarse en el subordinado, un instrumento la talla de una tarjeta de crédito que tire hacia adentro de cabos de la DNA a través de sus poros microscópicos y lea series de nucleótidos, o la DNA letra A, T, C, G. El dispositivo ha permitido para que los investigadores estudien bacterias y virus en el campo, pero su alta tasa de error y entrehierros de secuencia grandes, hasta ahora, han limitado su uso en las células humanas con sus mil millones de nucleótidos.

En un proceso de dos etapas innovador, los investigadores contornean una nueva manera ahora de utilizar el subordinado $1.000 y la abundancia de datos genéticos humanos en línea para validar la identidad de la gente y de células por su DNA con exactitud casi perfecta. Primero, utilizan al subordinado para ordenar las hileras al azar de la DNA, de las cuales seleccionan las variantes individuales, que son los nucleótidos que varían de personal y lo hacen único. Entonces, utilizan un algoritmo Bayesian para comparar aleatoriamente esta mezcla de variantes con variantes correspondientes en otros perfiles genéticos en archivo. Con cada comprobación cruzada, el algoritmo pone al día la probabilidad de encontrar un fósforo, estrechando rápidamente la búsqueda.

La demostración de las pruebas el método puede validar la identidad de un individuo después de comprobar varias veces entre 60 y 300 variantes, los investigadores denuncian. En cuestión de minutos, verificó la identidad del autor importante del estudio, de Sophie Zaaijer, de una pieza anterior de NYGC y ahora de un investigador postdoctoral en la tecnología de Cornell.

Para hacer esto, el subordinado igualó la lectura del genoma de Zaaijer, espigada de una muestra de las células de la quijada, con un perfil de la referencia salvado entre 31.000 otros genomas en la base de datos pública, DNA.land. La identidad de Erlich fue verificada la misma manera, con la secuencia de la inicial hecha por los estudiantes de Columbia en la clase ubicua de la genómica lo y Zaaijer enseñados en 2015.

Llaman su técnica “subordinado de la reidentificación que bosqueja” que Zaaijer compare a la capacidad del cerebro de hacer un pájaro de algunas características que informan en un dibujo lineal abstracto de Picasso. El “esbozo genético” del subordinado de una célula-muestra se compara a una base de datos cada vez mayor de esbozos --los perfiles genéticos semejantemente incompletos produjeron por los estuches en casa de la DNA-prueba como 23andMe y donados a la ciencia por los consumidores.

“Usando nuestro método, uno necesita solamente algunos DNA lee para deducir un fósforo a un individuo en la base de datos,” dice Zaaijer.

El uso más prometedor para el “subordinado que bosqueja” puede estar como herramienta barata de la célula-autentificación en la investigación experimental, dice a los científicos familiares con sus capacidades. En el estudio, los investigadores igualaron rápidamente una deformación de las células leucémicas ordenadas por el subordinado contra un archivo de referencia en la base de datos de la enciclopedia de la variedad de células del cáncer, denuncian. Cuando intentaron contaminar las células con otras culturas, rechazó correctamente un fósforo si los niveles de contaminación toma de altura encima del 25 por ciento.

El uso de variedades de células malas o contaminadas en la investigación médica se culpa por tanto como un tercero de los $28 mil millones estimados pasados cada año en los estudios que no pueden ser replegados, según un estudio reciente. En un ensayo 2014 en la ciencia, el director del instituto nacional de ciencias médicas generales, Jon Lorsch, pedido nuevos planes de acción y tecnologías para abordar el problema.

Faltar la maquinaria costosa necesitó validar variedades de células en sus los propio, la mayoría de la validación del salto de los investigadores u o expidir sus culturas a los laboratorios especializados que pueden demorar conclusión y tratamientos importantes. Si una opción más fácil estuviera disponible, la mayoría de los investigadores la utilizarían, dicen a Neville Sanjana, miembro del profesorado de la base en NYGC y profesor adjunto en el departamento de la biología de NYU que trabaja en variedades de células del cáncer de la piel y de pulmón y no estuvieron implicados en el estudio.

“Nadie quiere perder tiempo y los reactivos que trabajan en las células incorrectas,” él dice. “En el precio correcto, cada laboratorio adoptará esto.”