Sveiki visiem, mani sauc Aleksandrs Sokolovs, un es vēlos jums pastāstīt, kā es mājās izveidoju sekvenceri - DNS atšifrēšanas ierīci. Šādas ierīces tirgus cena ir aptuveni 10 miljoni rubļu.

Īsa ekskursija ģenētikā. Ja pēkšņi atceraties, 2003. gadā izskanēja sensacionāls paziņojums: zinātnieki beidzot atšifrēja cilvēka genomu. Genoms ir veidots no DNS, un DNS ir organisma avota kods. DNS ir dubultā ķēde, kas sastāv no 4 veidu nukleotīdiem, kas cilvēka genomā atkārtojas aptuveni 3 miljardus reižu. Tāpat kā visa informācija jūsu datorā ir šifrēta bitos, instrukcijas visu olbaltumvielu salikšanai cilvēka ķermenī tiek šifrētas nukleotīdos. Tas ir, zinot, kādā secībā nukleotīdi atrodas DNS, mēs teorētiski varam salikt visus nepieciešamos proteīnus un iegūt cilvēka modeli. Tātad standarta izpratnē zinātnieki neatšifrēja DNS, bet vienkārši pārveidoja ķīmisko secību datorā nulles un vieninieku komplektā. Ko ar to darīt tālāk, ir atsevišķa saruna. Piemēram, šobrīd mums ir skaidra tikai 5% no visa genoma masīva funkcija (tā ir olbaltumvielu kodēšana). Tas, ko dara pārējie 95%, var minēt.

2003. gadā cilvēka DNS sekvencēšanas izmaksas bija aptuveni 100 miljoni ASV dolāru. Laika gaitā šis rādītājs ir samazinājies un šobrīd tuvojas tūkstoš dolāru. Jūs maksājat, jūsu DNS tiek sekvencēta, un viņi jums piešķir cieto disku ar 3 GB informācijas — jūsu digitālo genomu.

Mūsdienās tirgū ir trīs galvenie sekvenceri. Visaugstākā veiktspēja Hiseq un tā pēctecis NovaSeq nodrošina lētāko (fluorescējošu) secību. Viens no tā palaišanas gadījumiem ilgst vairākas dienas, un šajā laikā vienlaikus tiek apstrādāti vairāku cilvēku genomi. Tomēr pati palaišana maksā apmēram desmit tūkstošus dolāru. Starp citu, pati ierīce maksā apmēram 1 miljonu dolāru, un, tā kā tā noveco apmēram 3 gadu laikā, lai tā atmaksātos, tai vajadzētu dot jums 1000 USD dienā.

Otrā ierīce tirgū parādījās tikai pagājušajā vasarā. To sauc par nanoporu, un tā pamatā ir ļoti interesanta tehnoloģija, kurā DNS tiek sekvencēta, izlaižot to caur nanoporu. Lētākā Nanopore versija ir novietota kā vienreiz lietojams mājas sekvencers un maksā 1000 USD.

Trešā ierīce ir PGM, pusvadītāju sekvencētājs, kas savā valstī maksā 50 000 dolāru, bet Krievijā - aptuveni 10 miljonus rubļu (ieskaitot piegādi, muitošanu utt.). Sekvences process tajā aizņem apmēram vairākas stundas.

Nu man nebija desmit miljonu, bet es gribēju PGM. Man tas bija jādara pašam. Pirmkārt, īss ievads par pusvadītāju sekvencēšanas darbību. Visa DNS ķēde ir sadalīta 300–400 nukleotīdu garos fragmentos, ko sauc par nolasījumiem. Pēc tam nolasījumus piestiprina pie mazām sfērām un daudzkārt kopē - rezultātā uz katras sfēras "uzkaras" vesela gūzma identisku DNS fragmentu. Kopēšana ir nepieciešama, lai pastiprinātu signālu no katra konkrētā nolasījuma. Dažādu sfēru kopumu sauc par DNS bibliotēku.

PGM sirds ir vienreiz lietojama mikroshēma - matrica, kas līdzīga matricai kamerā, tikai pikseļu vietā, kas reaģē uz gaismu, ir pH tranzistori, kas reaģē uz skābju-bāzes līdzsvara izmaiņām. Iegūtā DNS bibliotēka tiek ielādēta mikroshēmā, kurā ir 10 miljoni iedobju, katra ar pH tranzistoru apakšā. Caurumā iederas tikai viena sfēra un līdz ar to tikai viena veida niedres (ar vienu noteiktu nukleotīdu secību). Pēc tam reaģenti tiek ievadīti mikroshēmā tādā veidā, ka DNS sāk kopēt sevi. Un tas tiek kopēts lineāri, tas ir, nukleotīdi tiek pievienoti jaunizveidotajai ķēdei tādā secībā, kādā tie atrodas mātes ķēdē. Tāpēc mikroshēmā tiek ievadīts viena veida nukleotīds - un dažās iedobēs nekavējoties tiek reģistrētas pH izmaiņas (tas nozīmē, ka tajās ir pievienots dotais nukleotīds). Tālāk tiek piegādāti cita veida nukleotīdi un reģistrētas pH izmaiņas iedobēs utt. Tādējādi, daudzkārt ievadot mikroshēmā visus 4 veidu nukleotīdus, mēs varam iegūt informāciju par nukleotīdu secību katrā nolasījumā. Pēc tam ar matemātiskiem līdzekļiem nolasītie īsie segmenti tiek apkopoti datorā vienā ķēdē. Lai to savāktu vairāk vai mazāk pārliecinoši, katrs lasījums ir jāizlasa apmēram 100 reizes.

1. att. Pusvadītāju sekvencēšana

Tagad izdomāsim, no kā sastāv pati ierīce. Ir, kā mēs jau zinām, mikroshēma, kā arī reaģenta padeves sistēma un mātesplate. Visa sekvencēšana tiek veikta mikroshēmā - pārējā ierīce tikai pārraida tai noteiktus signālus, piegādā reaģentus, nolasa no tās analogos signālus, digitalizē tos un virza saņemto informācijas plūsmu uz datoru, kur tiek uzkrāti un apstrādāti dati.

Rīsi. 2. Sekvencēja ierīce

Mikroshēma ir paredzēta vienreizējai lietošanai un pēc lietošanas tiek izmesta. Attiecīgi, kur darbojas PGM, šādas mikroshēmas var iegūt bez maksas jebkurā daudzumā. Kāpēc tos ņemt, jūs jautājat? Fakts ir tāds, ka man jau ir izdevies izmantot mikroshēmu daudzas reizes. Patiesībā tas ir mūžīgs: pietiek to labi nomazgāt - un jūs varat to uzklāt atkal un atkal. Precizitātes ziņā neatšķirsies no jaunā. Mana ideja bija izveidot ierīci šai shareware mikroshēmai.

Tāpēc es saskāros ar mikroshēmas reversās inženierijas uzdevumu. Protams, nebija iespējams atrast nekādu dokumentāciju par vērtīgo mikroshēmu - ražotājs negrasījās dalīties ar ražošanas noslēpumiem, bet gribēja mierīgi pārdot savas ierīces par USD 50 000. Sākumā es izdarīju visredzamāko un vienkāršāko: es piezvanīju kontakti ar testeri. Kļuva skaidrs, kur atrodas digitālās un analogās ieejas/izejas, barošanas bloks utt. Daļa informācijas tika iegūta no mikroshēmas patentiem. Bet ar to visu, protams, nepietika, lai izveidotu pilnvērtīgu produktu. Es joprojām ķēros pie mikroshēmas, pārbaudīju savus dažādus minējumus, eksperimentēju ar signalizāciju, bet principā nekur netiku uz priekšu. Man nācās projektu apturēt.

Rīsi. 3. Mikroshēmas nepārtrauktība

Un tad pēkšņi vietnē Habrahabr es uzgāju slavenā emuāru autora BarsMonster rakstu par to, kā viņš veic mikroshēmu reverso inženieriju! Iedvesmojos, rakstīju viņam, rakstīju citiem entuziastiem, aizsūtīju pieprasījumu uz Kijevu, kur fotografēja čipsus. No Kijevas atbildēja, ka nemāk pulēt slāņos, var nošaut tikai virsējo slāni, un tā kā mans čips ir daudzslāņu, tad nebūs skaidrs, kur iet trases no kontaktiem. Tad satiku kādu amerikāni, kurš arī nodarbojas ar mikroshēmu reverso inženieriju, nosūtīju viņam savas mikroshēmas, bet arī šeit lietas netika tālāk par virskārtas fotografēšanu. Tad es uzgāju internetā rakstu par tiem, kuri varēja apgriezt Sony PlayStation mikroshēmu utt. (“Glory to the heroes!” Un tas arī viss, ja kāds zina). Nolēmu viņiem uzrakstīt ar jautājumiem, atradu viņu segvārdus – un uzreiz sapratu, ka viens no viņiem man ir pazīstams. Nesen draugs mani saveda kopā ar savu draugu, kurš “amatiera līmenī arī nodarbojas ar ģenētiku”, ar šo draugu sarunājāmies Skype un beidzām dialogu. Un tagad es saprotu, ka mans jaunais draugs ir ļoti foršs mikroshēmas reversais inženieris. Es viņam uzreiz uzrakstīju. Taču izrādījās, ka, lai gan viņš bija gatavs palīdzēt, viņam nebija mikroskopa. Atkal strupceļš.

Dažus mēnešus vēlāk tuvējā laboratorijā tika atrasts īstais mikroskops! Tiesa, tajā iebūvētā kamera bija šausmīga, bildēju ar mobilo telefonu caur okulāru un saņēmu tādas kvalitātes bildes:

Rīsi. 4. Čips zem mikroskopa

Tad par pēdējo Jaunais gads manā darbā parādījās izcils mikroskops par 130 tūkstošiem (esmu kvantu kriptogrāfijas speciālists). Sapņi piepildās. Beidzot varēju pareizi nofotografēt čipu no augšas.

Rīsi. 5. Mans darba mikroskops

Un tad ... Tad man vēl pašam bija jāapgūst tā pulēšanas tehnika. Pulēšanas grūtības ir noņemt metāla slāņus, kuru biezums ir aptuveni 1 mikrons - kamēr mikroshēmas platums ir 1 centimetrs. Salīdzinājumam teikšu, ka tas ir apmēram tas pats, kas pieļauj kļūdu ne vairāk kā 10 cm uz 1 km. Es ļoti centos. Mana darba rezultāti ir parādīti šajā fotoattēlā:

Rīsi. 6. Reversā inženierija zem optiskā mikroskopa

Diezgan skaidri redzams apakšējais silīcija slānis, augšējais slānis ar tranzistoriem, pirmais, otrais, trešais un ceturtais metāla slānis.

Mikroshēma sastāv no atkārtotām zonām (piemēram, maiņu reģistriem), un to bija ļoti ērti analizēt no šādiem attēliem: uzreiz kļuva skaidrs, kas notiek dažādos slāņos. Visvairāk "pildītās" sadaļas "apgriezu" ar loģikas pārpilnību, kuras atkārtojās daudzas reizes. Taču visgrūtākais izrādījās izsekot pēdām, kas iet pa visu mikroshēmu, lai saprastu, kurš ārējais kontakts kuram pieder. No Jaungada brīvdienām līdz februāra beigām, bruņojies ar jaunu izcilu mikroskopu, es pārdomāju šo problēmu - sēdēju darbā līdz desmitiem naktī, “apgriezos”, nodomāju. Un tad notika jauns brīnums: draugs MIREA elektronu mikroskopā varēja organizēt bezmaksas mikroshēmas fotografēšanu slāni pa slānim. "Fotogrāfijas" drupatas 1 kvadrātā. cm bija 50 GB melnbaltas fotogrāfijas.

Tagad visas šīs atsevišķās fotogrāfijas bija kaut kā jāapvieno vienā veselā bildē. Gandrīz tajā pašā dienā Pythonā uzrakstīju programmu, kas ģenerēja HTML failu – atverot to pārlūkprogrammā, saņēmu vajadzīgo. (Starp citu, vecākajai 10. Operai tas izdevās vislabāk, es iesaku!) Tad es uzrakstīju citu programmu javascript, kas ļauj salīdzināt slāņus, vienmērīgi pāriet starp tiem, izlīdzināt tos, pielāgot mērogu utt. Beidzot manās rokās bija visi instrumenti, lai atrisinātu galvenās problēmas. Es izsekoju pēdas, kas iet cauri mikroshēmai, un rekonstruēju visu tās struktūru līdz pēdējam tranzistoram.

Vēl viens mikroshēmas sekcijas fotoattēls, kas uzņemts rentgena staros (MIREA):

Rīsi. 7. Fotografēšana zem elektronu mikroskopa

Labi redzami caurumi, kuros krīt sfēras ar nolasījumiem. Zemāk ir trīs metāla slāņi, un vēl zemāk - slānis ar tranzistoriem.

Nākamais posms cīņā par gaišāku nākotni bija mātesplates izveide mikroshēmai. Izstrādāja to un nosūtīja pasūtījumu ražošanai. Tikmēr tiesa un lieta izmantoja Mars Rover-2 plati ar FPGA, lai strādātu ar mikroshēmu. (RPGA, rupji runājot, ir 10 000 universālu loģikas elementu masīvs; programmējot FPGA, mēs varam iegūt jebkuru loģisko shēmu, kas viegli apstrādā gigabitu informācijas plūsmas.) Es pats rakstīju FPGA programmaparatūru, turklāt es uzrakstīju programmatūru dinamiskās sistēmas vadība, kas nosaka visu FPGA konfigurāciju. Tad atkal izveidojās sešu mēnešu pārtraukums (devās komandējumā uz Baikālu, laboratorijā sagatavoja instalāciju, ko demonstrēja Putinam). Bet beigās zvaigznes sakārtojās: man bija laiks, ieradās gatavi dēļi, un es saliku savu sistēmu.

Rīsi. 8. Celtniecības aparatūra

Viņš deva visus nepieciešamos signālus un – ak, brīnums! - Es redzēju signālu no mikroshēmas osciloskopā. (Es savulaik nopirku osciloskopu par 6000 rubļiem eBay, vēl 1000 bija par to programmaparatūras vērti.) Bildē skaidri redzami plankumi - kaut kāda reaģenta pilieni.

Rīsi. 9. Signāls no mikroshēmas uz osciloskopa

Tagad bija jāizdomā, kā šo bildi digitalizēt un pārsūtīt uz datoru. Es izveidoju šo iestatījumu:

10. att. Ierīces diagramma

Rīsi. 11. Pabeigta uzstādīšana

Ir dators, kas ievada vadības datus uz FPGA plati. Plate ģenerē digitālos signālus un nosūta tos uz mikroshēmu. Signāls no mikroshēmas nonāk pastiprinātājā, pēc tam uz plates ADC, tiek digitalizēts un caur COM portu tiek pārsūtīts uz datoru. Kopumā COM porta joslas platums nav liels: 15 kilobiti sekundē (jo vienā mikroshēmā ir no 1 miljona līdz 10 miljoniem "pikseļu", un maksimālais pārraides ātrums ir 115 200 bodi). Tomēr attēls nonāk datorā.

Rīsi. 12. Apstrādāts signāls datorā.

Augšējā fotoattēlā redzams, ka, ievadot DNS bibliotēku lietotā lietotā mikroshēmā, mikroshēma tiek aizpildīta nevienmērīgi: malās - mazākā mērā. Dažādas krāsas ir saistītas ar dažādiem pH tranzistoru spriegumiem. Tas ir, mēs varam skaidri atšķirt akas, kurās nokrita sfēras ar nolasījumiem - vēlāk tas mums palīdzēs kontrolēt mikroshēmas mazgāšanu.

Attiecīgi nākamais uzdevums bija izskalot čipu. Bija jāpanāk, lai tas kļūtu kā jauns. Par laimi, man kā atsauce bija pavisam jauna mikroshēma. Par slimu. Un jūs varat redzēt, ka aktīvajā reģionā šāda mikroshēma ir gandrīz vienā krāsā (vertikāli atkārtojošas svītras ir tikai troksnis, traucējumi).

Rīsi. 13. Mikroshēmas mazgāšana

Uz att. 13 B neveiksmīgi izmazgāta skaida - tā ir daudzkrāsaina. 13. attēlā D ir lietota, bet labi izmazgāta mikroshēma. Var redzēt, ka gradients ap malām ir pazudis. Tomēr būtu vērts pierādīt, ka tas patiešām ir tīrs un to var izmantot atkārtoti.

Tā kā DNS bibliotēkas ir pievienotas mikroshēmas tantala pārklājumam skābā vidē un atdalītas sārmainā vidē (tas ir, pie augsta pH), mikroshēma tiek mazgāta, izmantojot īpašas pusautomātiskas pipetes ar šķīdumiem ar dažādu pH līmeni. Līdz šim man ir izdevies panākt gandrīz pilnīgu mikroshēmas tīrīšanu.

Man jautāja, kāpēc, pilnībā izprotot mikroshēmas uzbūvi, nepasūtīju tā izgatavošanu, bet labāk turpināju meklēt un dabūt lietotos, jaukties ar to mazgāšanu utt. Jā, jo mikroshēmas izstrāde maksā daudz naudas, miljoniem dolāru, un ievērojama daļa no šīs summas tiek novirzīta iegūtā produkta fiziskajai atkļūdošanai: montāžai, visu tranzistoru parametru iestatīšanai utt. Tas ir, ar loģiskās shēmas kopēšanu nepietiek. Tāpēc es ņemu nosacīti bezmaksas, gatavu - projektētu, ražotu, atkļūdotu - mikroshēmu un tādējādi ietaupot ievērojamus līdzekļus, nopietni samazinot projekta izmaksas.

Mans nākamais uzdevums bija salikt modernāku ierīci, kas ļautu ātrāk pārsūtīt informāciju uz datoru un tajā pašā laikā nesastāvētu no milzīga skaita atsevišķu dēļu.

14. att. Ierīces nākamās versijas izstrāde

Paņēmu jaunu plati ar FPGA - tajā pašā mikroshēmā bija 2 ARM kodoli ar Linux, bija Gigabit Ethernet un citi labumi, bet, atšķirībā no iepriekšējās versijas, nebija ADC. Vēlāk es izstrādāju citu plati ar ātrgaitas ADC un visiem citiem nepieciešamajiem elementiem. Palaists - viss nopelnīts.

Kas vēl jādara, lai gala ierīce parādītos? Tikai trīs lietas.

Pirmkārt. Nepieciešams gigabit internets, ātra datu pārsūtīšana uz datoru. Tas ir tas, ko es darīju tikai vakar.

Otrkārt. Reaģentu padeves sistēma. Īpaša vārsta projektēšana jau notiek.

Trešais. Programmatūra informācijas apstrādei no mikroshēmas. Ar programmatūru vēl ir jautājumi, tāpēc aicinu programmētājus uz sadarbību.

Galīgā ierīce maksā 10 miljonus rubļu. Sekvencēšanas izmaksas ir vairāki tūkstoši dolāru. Mikroshēmas maksā no 100 līdz 1000 USD atkarībā no tajos esošo "pikseļu" skaita. (Starp citu, čipu atjaunošana pati par sevi var būt labs ienākums, īpaši ņemot vērā, ka noskalošanai vajag tikai pāris klikšķu.) Tiek iepirkti arī reaģenti, taču nākotnē tiks izveidoti arī tie.

Kopumā tas viss ir ļoti interesanti, bet galvenais, ka tāda ir nākotne. Mūsdienās biotehnoloģijas pasaules zinātnes un tehnoloģiju progresā ieņem tādu pašu vietu kā datortehnoloģijas 80. gados. pagājušajā gadsimtā. Tajā pašā laikā sekvencēšana ir viena no mūsdienu bioloģijas un medicīnas galvenajām jomām. Un, protams, biotehnoloģija ir ļoti ienesīga.

Nesen tirgū parādījās S5 cietvielu sekvencers, un tuvākajā laikā plānoju uz to pārslēgties.

Priecāšos komunicēt ar visiem, kuri vēlas tā vai citādi piedalīties šī projekta izstrādē!
Bez teorētiskas sagatavošanās projekts nebūtu bijis iespējams

Jūs atrodaties ekspertu organizācijas vietnē!

2017. gadā mūsu Ģenētiskā laboratorija pārbaudīja vairāk nekā 27 000 DNS paraugu!

Mūsu licence ļauj mums veikt izpēti, tiesu ekspertīzes, kā arī tiesu medicīniskās ekspertīzes lietisko pierādījumu, t.sk. ĢENĒTISKS, visā Krievijas Federācijas un NVS valstu teritorijā.

SVARĪGS! Pētījumi tiek veikti uz 24 lokusiem, nevis uz 16 un 20 kā citās laboratorijās!

Kopš zinātnieki atklāja DNS, cilvēki ir mēģinājuši atrast praktisku pielietojumu šim atklājumam. Mūsdienu cilvēce veic DNS analīzi dažādu iemeslu dēļ, dažreiz vitāli svarīgu un dažreiz zinātkāres vadīta!

CMGE laboratorija ir ultramoderns medicīnas centrs, kas atklās visus jūsu DNS noslēpumus. Šeit tiek veiktas augstas precizitātes DNS pārbaudes jebkuram gadījumam, neatkarīgi no tā, vai tā ir paternitātes noteikšana, asinssaites vai cita ģenētiska informācija.

Paternitātes noteikšana Maskavā ir vispopulārākais iemesls saziņai ar mūsu centru, taču nebūt ne vienīgais.

• Informācijas ekspertīze - dvīņu pārbaude, pārbaude par valsts nodevību, tuvu attiecību nodibināšana utt.;
• Pirmstiesas pārbaude - tiek veikta pēc klienta personīga pieprasījuma, bet pēc tam var tikt nodrošināta tiesā;
• Tiesu ekspertīze - tiek veikta pēc tiesu lēmumiem, visbiežāk DNS par paternitāti, bet ir arī nestandarta situācijas, kurās vienmēr
  gatavs jums palīdzēt;
• Tiesu ekspertīze – identifikācijas pārbaude identitātes noteikšanai.

Cilvēka genoms ir unikāls, tāpēc ģenētiskais materiāls satur visprecīzāko informāciju par cilvēku. Tomēr ir daži DNS virknes gabali, kas radiniekiem ir identiski. Tieši uz viņiem nosaka attiecību pakāpi.

Tātad, ja jums ir nepieciešams DNS tests, bet milzīgais piedāvājumu skaits neļauj izdarīt pareizo izvēli, tad piedāvājam izsvērt mūsu centra priekšrocības:

• Plašs pakalpojumu klāsts, individuāla pieeja katram klientam ļauj izvēlēties tieši Jums nepieciešamo DNS analīzi;
• Inovatīvas iekārtas un mūsu speciālistu augstais profesionalitātes līmenis ir augstas precizitātes un nevainojamu rezultātu garantija;
• Absolūta konfidencialitāte, atbilstība Krievijas un starptautiskajiem standartiem, garantē datu informācijas aizsardzību;
• Saudzējoša materiāla (mutes uztriepes) ņemšanas metode paternitātes noteikšanai neradīs sāpes, neradīs bailes un diskomfortu;
• Īsākie izpildes termiņi neliks jums ilgi gaidīt, ļaus iegūt rezultātu pēc 8 stundām;
• Pārbaude ir derīga visās tiesās Krievijas Federācijas un Kazahstānas teritorijā, klīnika ir akreditēta un tai ir tiesības veikt tiesu ekspertīzes (ir visas
  nepieciešamās licences un sertifikāti);
• Saprātīga cenu politika – jūs maksājat par augstas precizitātes DNS testēšanu, nevis par augstām ierindām un pakāpēm.

Sarežģītākās dzīves situācijas var eleganti un vienkārši atrisināt, izmantojot mūsu centra pakalpojumus. DNS tests palīdzēs noteikt vai atspēkot paternitāti (kas arī mūsu laikā nav nekas neparasts), atrast par donoriem piemērotākos tuvākos radiniekus vai vienkārši uzzināt jūsu ciltsrakstu (ja bērns ir adoptēts). Situāciju, kurās cilvēki vērsās pie mums pēc palīdzības, ir ļoti daudz, un mūsu speciālisti vienmēr atrada pareizo risinājumu.

Kā izvēlēties DNS testu?

Atkarībā no mērķa ir vairāki dažādi DNS testi: brāļa un māsas, dvīņu, X-hromosomu, Y-hromosomu, avankulāras utt. Kurš tests ir piemērots, var noteikt tikai speciālists. Lai to izdarītu, ir jāņem vērā iecerēto testa dalībnieku dzimums un attiecību pakāpe, jāizvēlas labākais variants pētījumam paredzētā materiāla ņemšanai un daudzas citas nianses.

Sazinoties ar mūsu centru, jūs nodrošināsiet augstu DNS analīzes precizitāti, absolūtu pētījumu ticamību un informācijas konfidencialitāti, ērtības, komfortu, drošību un profesionālu speciālistu vispusīgu aprūpi jebkurā sadarbības posmā.

Katra mūsu ķermeņa šūna satur DNS, makromolekulu, kas nodrošina ģenētiskās informācijas uzglabāšanu, pārraidi un ieviešanu. Piekļuve šiem datiem, kā šķiet pirmajā mirklī, ir augsti izglītotu speciālistu darbs. Tomēr populārā zinātne ir parādījusi, ka DNS iegūšanas process no šūnām patiesībā ir pārsteidzoši vienkāršs un to var atkārtot mājās.

Protams, jāpiemin, ka Popular Science aprakstītās instrukcijas neļauj iegūt dezoksiribonukleīnskābes “tīrāko paraugu”, taču, pēc biologu domām, iegūto materiālu var “attīrīt”.

Lai mājās izolētu DNS, jums būs nepieciešams: tīra glāze, siekalas (DNS avots), trauku mazgāšanas līdzeklis, galda sāls, ananāsu sula (vai kontaktlēcu tīrīšanas šķīdums), stiprs atdzesēts spirts (rums), salmu salmiņš dzērieniem un zobu bakstāmais (vai stikla stienis).

Pirmajā posmā kauss ir jāpiepilda ar siekalām par ceturtdaļu, jo tieši siekalās ir vaigu daudzslāņu epitēlija šūnas, no kurām tiks iegūta DNS. Ja tas netiek ražots pietiekamā daudzumā, tad, saskaņā ar Popular Science ieteikumu, jums ir jāiedomājas, ka jūs šķīdinat karameli mutē.

Otrajā posmā glāzē jāpievieno daži pilieni mazgāšanas līdzekļa, lai izšķīdinātu šūnu membrānas.

Pēc tam ielej nelielu daudzumu ananāsu sulas (vai kontaktlēcu tīrīšanas šķīduma) un iemet šķipsniņu sāls. Tas attīrīs šķīdumu no olbaltumvielām un iznīcinās epitēlija šūnu kodolus, kas satur DNS.

Pēc sastāvdaļu maigas samaisīšanas pievienojiet dažus pilienus stipra atdzesēta spirta. Populārās zinātnes darbinieki kā piemēru izmantoja rumu.

Iegūtie stiepšanās pavedieni ir dezoksiribonukleīnskābe, ko var diezgan viegli noņemt ar zobu bakstāmo vai stikla stienīti. Iegūto paraugu, pēc zinātnieku domām, var izmantot polimerāzes ķēdes reakcijas (PCR) veikšanai, kuras aprakstu iepriekš sniedza Popular Science.

DNS paternitātes tests ir populārs medicīniskās analīzes veids, kas ļauj precīzi noteikt, kurš ir bērna bioloģiskais tēvs. Ja mazuļa māte precīzi zina, kas viņam ir dzimtā, tad dažreiz šis fakts tētiem nešķiet acīmredzams. Šādā situācijā pētījumi palīdz noskaidrot, kura gēnus bērns ir mantojis. Kā tiek veikta pārbaude un kāda ir DNS paternitātes testa cena?

Saskarsmē ar

Iemesli DNS testu veikšanai var būt dramatiski vai ikdienišķi. Pastāv vairākas izplatītas situācijas, kad šādas pārbaudes ir nepieciešamas:

• Ģimenes tiesvedība(alimenti, mantojuma tiesības). Ja tēvs vai ģimenes radinieki šaubās, ka bērns ir savējais, var pieprasīt pierādījumus. DNS tests sniedz šādus faktus.
• Ģenētiskās slimības. Mūsdienu pasaulē ģimenes struktūra var būt ļoti netradicionāla. Dažreiz vecāki apzinās, ka mazulis var nebūt no likumīgā dzīvesbiedra, taču viņi nesteidzas noskaidrot patiesās bioloģiskās attiecības.

Un, ja izrādās, ka mazulim vai tētim ir ģenētiska slimība, tad tiek veikti testi, lai noskaidrotu, kādas ir tās ārstēšanas perspektīvas.

• Situācijas pēc izvarošanas. Dažreiz grupveida izvarošanas rezultāts ir grūtniecība. Šī ir traģiska situācija, taču dažreiz mammai ir jānoskaidro, kura gēnus nēsā bērns.

Dažreiz nav ārkārtas situāciju. Nav tiesas, nav konfliktu ģimenē. Taču daļai no ģimenes tuviniekiem ir šaubas par to, kas ir bērna tēvs. Lai nomierinātu dvēseli, var veikt arī DNS paternitātes testu.

Kā izskatās veidlapa un kur kārtot testu

Tā kā DNS pārbaudes visbiežāk tiek veiktas konflikta situācijā, to rezultātus pieņemts noformēt īpašā veidā. Neievērojot dažas formalitātes, tiesa var neatzīt dokumentu par piemērotu lēmuma pieņemšanai, un analīzes būs jāveic atkārtoti.

Veidlapas aizpildīšanas veids:

• Veidlapa. Rezultāti tiek sniegti uz laboratorijas vai medicīnas centra veidlapas.
• Ronis. Dati ir apstiprināti ar organizācijas, kas veica bioloģiskā materiāla analīzi, zīmogu.
• Rezultāts. Ja tests ir negatīvs, paternitātes iespējamība ir 0%. Ja tests ir pozitīvs, tad paternitātes iespējamība konkrētam vīrietim, kurš iesniedza materiālus pārbaudei, ir 99,9%.
• ģenētiskā pase. Ekspertu slēdzienā jāiekļauj informācija par DNS struktūru, kas ir unikāla katrai personai.

Lielākajā daļā klīniku šādas veidlapas un to aizpildīšanas veids ir raksturīgas. Ja iestādei ir licence pārbaužu veikšanai, tad rezultātus tiesa pieņem kā paternitātes vai tās trūkuma pierādījumu.

Caur DNS testu – ne tā lētākā procedūra. Tas maksā no 5 līdz 80 tūkstošiem rubļu. Ir daudzi faktori, kas ietekmē DNS paternitātes testa izmaksas:

Konsultācijas ar ārstiem un speciālistiem no laboratorijām palīdzēs jums izvēlēties pareizo testa iespēju, optimizēt analīzes izmaksas.

Tā kā DNS paternitātes noteikšana ir dārga, to var veikt arī mājās. Bet tie netiek pieņemti izskatīšanai tiesā. Diemžēl process joprojām nav viegls. Tas nav līdzīgs tam, ko izmanto grūtniecības fakta noteikšanai.

Mājas paternitātes testi, izmantojot DNS analīzi, ietver vairākus posmus:

1. Pasūtiet savākšanas komplektu. Parasti tie ir instrumenti mutes dobuma uztriepes iegūšanai.
2. Saņemto materiālu nosūtīšana uz laboratoriju.
3. Rezultātu iegūšana.

Šis pārbaudes variants tiek uzskatīts par salīdzinoši lētu, jo tiek izmantoti standarta bioloģiskie materiāli, nav nepieciešama dokumentu pakete tiesai vai vēstniecībai. Testu var veikt anonīmi, komplekti nav nekādā veidā marķēti, lai neizpaustu iniciatora nodomus. Komplektiem ir pievienotas detalizētas instrukcijas, grūti kļūdīties ar materiālu savākšanu.

Kā atšifrēt rezultātus

Rezultātu interpretāciju veic laboratorijas, kas veic DNS testēšanu. Parasti tās nodrošina standarta veidlapā uz veidlapas.

Rezultāti var būt trīs veidu:

1. Negatīvs.Šajā situācijā vīrietis kā iespējamais tēvs ir 100% izslēgts no "aizdomās turamo" skaita.
2. Pozitīvi. Parasti norāda, ka pacients ir tēvs 99,9%. Pastāv neliela iespēja, ka pasaulē ir divi cilvēki ar vienādu genomu. Piemēram, identiskiem dvīņiem tas ir identisks. Tiesa šādu pārbaudi uzskata par pozitīvu.
3. Neskaidrs. Tas notiek arī tad, ja bioloģiskā materiāla kvalitāte neatbilst noteiktiem standartiem. Tiesa, tas notiek reti, it īpaši, ja materiālu piegāde tika veikta laboratorijas sienās, piedaloties medicīnas darbiniekam.

Samaksu par pārbaudi veic ieinteresētā puse, ja lieta nenonāk līdz tiesai. Pēdējā gadījumā parasti maksā persona, kas iesniegusi prasību. Bet dažreiz ar tiesas lēmumu samaksa par ekspertīzi tiek uzlikta zaudētājai pusei.

Kā pareizi sagatavot materiālu DNS paternitātes noteikšanai un iegūt rezultātus, skatieties video:

Saskarsmē ar