Текст уведомления здесь

Ваш сын, дядя Шарик

Коммерческий сервис генетического тестирования принял собаку за человека. Как так вышло?

Журналисты NBC Chicago решили проверить честность компаний, предлагающих «генетическое тестирование на дому». Для этого они отправили на анализ образцы ДНК одного из журналистов, куда подмешали несколько проб ДНК лабрадора. А после поделились результатами: одна из компаний попалась на их удочку и напророчила собаке успехи в баскетболе, боксе и велогонках. Пока широкая общественность возмущается, «Чердак» рассказывает, что это за безобразие, куда они смотрят и за кого нас держат.
Добавить в закладки
Комментарии

Технологии ДНК-скрининга вышли из лабораторий и атакуют неподготовленного потребителя. То, что изначально было полезным аналитическим инструментом со множеством применений (от установления родства до подбора индивидуальных лекарств и профилактики возможных заболеваний), все чаще используется в околонаучных лотереях. Человек плюет в пробирку, опускает ее в черный ящик (почтовый), а через две недели достает из него письмо, где сообщается — в зависимости от специализации конторы, к которой он обратился, — что у него нашелся троюродный дядя, вот-вот разовьется рак груди или обнаружены выдающиеся способности к вокалу. Таким образом генетическое тестирование из инструмента медицинской диагностики превращается в развлечение, не сильно отличающееся от чтения гороскопа. Отсюда и популярный сегодня термин — «развлекательная генетика».

Принципиальное отличие ДНК-тестов от других анализов состоит в том, что компания берет на себя не только получение результатов, но и их интерпретацию. И если, сдавая анализ крови, мы получаем на выходе ее состав в сравнении с нормальными показателями, то в случае генетического скрининга нередко все решения приняты за нас. Получается, что эффективность генетического тестирования, как и достоверность гороскопа, зависит от мастерства толкователя. С той лишь разницей, что в случае с ДНК есть шанс разобраться в процессе и оценить научную достоверность результатов.

Что мы ищем в ДНК?

Геном человека — это сотни миллионов пар нуклеотидов и тысячи генов. В этих информационных джунглях людей интересуют, как правило, только отдельные небольшие участки.

Мутации, вызывающие серьезные генетические заболевания, редко входят в популярные наборы для тестов. Такие исследования обычно назначает и контролирует врач-генетик — самолечение здесь ни к чему не приведет. К тому же большинство этих заболеваний обнаруживается еще в детстве. Во взрослом возрасте имеет смысл проверять только поздно проявляющиеся болезни (как, например, хорею Гентингтона), если они уже встречались у родственников. Кроме того, бывает полезно пройти тестирование при планировании беременности, чтобы исключить риск выявления генетических заболеваний у ребенка. Но это, опять же, строго под контролем врача-генетика.

А вот что часто встречается в наборах для «домашних тестов», так это тест на предрасположенность к заболеваниям. Здесь речь идет не о неизбежной болезни, а о риске ее развития. Выводы предполагается делать на основе последовательности нуклеотидов в определенных генах, или точечных мутациях. Например, в группе генов BRCA, поломки в которых часто встречаются при раке груди и яичника. Если этот ген изначально у человека отличается от своего хорошо работающего аналога, то и соответствующему белку будет проще сломаться с возрастом. Кроме рака часто выходящие из строя белки известны для многих возрастных болезней, таких как сердечно-сосудистые или нейродегенеративные заболевания.

Но наиболее распространен сейчас поиск родственников и исторических корней. Возможно, потому что не влечет за собой никаких конкретных последствий, а значит, не накладывает серьезной ответственности на компанию-производителя (но это, стоит думать, уже очень скоро изменится, если вспомнить о том, как не так давно в руки правосудия таки попался серийный маньяк, которого вычислили через подобный сервис генетического поиска родственников). Поиск родственных связей основан на минимальных отличиях в последовательности ДНК — однонуклеотидных полиморфизмах (они же SNP, single nucleotide polymorphism). Эти отличия, как правило, не влияют на строение и работу соответствующего белка и потому не подвержены действию естественного отбора — белки все равно получаются одинаковыми. Их носители выживают с одинаковой вероятностью, а полиморфизмы свободно распространяются в популяции. Поэтому по набору SNP можно судить о родственных связях между людьми и приблизительно определить их происхождение (не путать с расой и национальностью).

Как мы ищем?

В лабораторной практике есть множество способов прочесть последовательность ДНК. Компаниям, производящим тесты, интересны самые дешевые. Не на всех сайтах указаны методы, которыми пользуется компания, но мы можем предположить, что большинство опирается на две технологии.

Первая — гибридизация. ДНК состоит из двух комплементарных цепей, которые слипаются друг с другом. Это происходит за счет взаимодействия нуклеотидов: напротив аденинового (А) должен оказаться тиминовый (Т), напротив гуанинового (Г) — цитозиновый (Ц), и никак иначе. Любые другие последовательности будут липнуть друг к другу хуже, образуя выпячивания и петли. Значит, можно взять последовательность, комплементарную той, которую мы ищем, — с определенной мутацией или полиморфизмом. И проверить, прилипнет к ней ДНК клиента или нет. Если нет, то у клиента нет этого SNP или мутации. Если да, то образуется гибрид — ДНК клиента + наша тестовая ДНК. Гибридизацию удобно проводить на чипах — плашках, на которых закреплено одновременно несколько десятков или сотен тестовых ДНК. Мы берем ДНК клиента, режем на маленькие кусочки и наносим на чип. Где-то гибридизация происходит, где-то нет. Мы смываем все негибридизовавшиеся кусочки, а к остатку добавляем любой краситель, реагирующий на ДНК. И смотрим на то, что именно у нас там засветилось.

Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Вторая — ПЦР, или полимеразная цепная реакция. Работает чуть сложнее. Сначала мы синтезируем праймеры — тестовые последовательности, комплементарные к нужному SNP. Потом мы разделяем ДНК клиента на две цепи (часто ее для этого достаточно просто нагреть). Праймеры прилипают к своим SNP, если они есть в ДНК клиента. Затем мы запускаем работу полимеразы — фермента, который копирует ДНК начиная с праймера и до конца гена. И повторяем цикл пару десятков раз. Если в ДНК есть SNP, комплементарные праймеру, то за несколько циклов в растворе накопится много копий соответствующего гена и их можно детектировать (например, покрасив и измерив интенсивность окраски).

Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Схема: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Как делать выводы?

Очень осторожно, не предпринимая резких движений. В том, что касается родственников, анализ не выдает никаких однозначных ответов (в отличие от теста на отцовство или материнство). Ответ представляет собой цифры в процентах — столько-то от неандертальца, столько-то от африканцев, столько-то от жителей Восточной Европы. Результат может оказаться забавным, но редко — информативным, если только ваши ближайшие родственники не скрывали свое истинное происхождение. Зато некоторые сайты предложат вам зарегистрироваться и сделать ваши данные открытыми, чтобы собирать информацию по всему миру. Чем больше такой информации, тем выше точность последующих анализов.

С медицинскими тестами нужно быть еще аккуратнее. Результат генетического тестирования не является приговором и не заменяет консультацию врача. Это скорее подсказка, на какие аспекты здоровья стоит обратить больше внимания. Необязательно сразу отрезать грудь, подобно Анджелине Джоли, если только у вас нет серьезных показаний или семейного анамнеза. Не стоит расстраиваться, если у вас обнаружили ту или иную мутацию, — ген может и не сломаться. Но не стоит и забрасывать свое здоровье, если мутации нет, — наверняка есть еще какие-то гены, связь которых с заболеваниями до сих пор не обнаружена. Нужно помнить, что в большинстве случаев эти тесты основаны на статистике, которая меняется по мере распространения генетических скринингов.

Наконец, с особой критичностью стоит относиться к тестам на способности и склонности к разным видам деятельности. Во-первых, нужно здраво оценить адекватность таких предсказаний. Если речь идет о физиологических параметрах, например склонности к ожирению или наращиванию мышечной массы, то можно предположить, как мог бы быть устроен маркерный ген. Но если вам «диагностировали» интровертность, стоит задуматься о научной обоснованности результата. Во-вторых, нужно понимать, что любые данные стоит трактовать аккуратно. Если кто-то исследовал ДНК 50 баскетболистов и нашел у 40 из них один и тот же вариант гена, это еще не значит, что этот ген делает человека баскетболистом.

Так как насчет собаки?

Предложение собаке заняться боксом выглядит действительно смешно, но кроме того, вызывает закономерный вопрос: неужели лабораторный стартап на самом деле не отличает человека от собаки? С другой стороны, а зачем подобным проектам это, собственно, нужно? Если бы это была исследовательская лаборатория, которой принесли неизвестный образец, то был бы смысл устанавливать видовую принадлежность. А коммерческая лаборатория, продающая своим клиентам (людям) услугу расшифровки генома и ее толкования, предполагает по умолчанию, что получает ДНК клиента (человека). С тем же успехом можно сдавать вместо своей мочи мочу собаки, шиншиллы, муравьеда или другого любимого питомца. Ни у кого не стоит задачи распознать подлог.

Тем не менее большинство компаний все-таки отказались работать с подозрительным образцом ДНК. Но вовсе не потому, что они определили его собачье происхождение. Скорее всего, их тестовые ДНК просто «отказались» гибридизоваться с генетическим материалом лабрадора. Несмотря на то что большинство генов у человека и собаки общие, SNP обычно не совпадают (мы помним, что они отличаются даже у разных популяций людей, что уж говорить о лабрадорах). А когда гибридизации не происходит, образец считается бракованным. При этом уточнением причин никто не занимается — может оказаться, что в пробирке было недостаточно ДНК или образец испортился при перевозке. В любом случае анализ придется повторить.

Скажем честно: мы не знаем, что именно произошло в стенах лаборатории, предсказавшей лабрадору спортивные успехи. Ошибка могла возникнуть на любом этапе процесса. Но это прокол данной конкретной компании, ставящий под сомнение аккуратность ее методов, а не фундаментальная проблема всей отрасли. Генетические тесты для человека заточены под ДНК человека. А если вам любопытно узнать что-то о ДНК своей собаки, обращайтесь в компанию генетического тестирования животных. Правда, про риск развития заболеваний у животных известно меньше, чем у людей, и медицинских тестов мало. Зато есть множество мест, где вы сможете проверить на чистоту происхождения любимую козу, свинью или форель.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Как стать киборгом: пошаговая инструкция

Семь простых примеров посторонних материалов в нашем теле

«Посторонние материалы в человеческом теле» — многие люди до сих пор при этих словах думают либо о научной фантастике с киборгами-терминаторами, либо о серьезной хирургии с ее титановыми штифтами в конечностях. Но реальность уже такова, что «дополненных» людей становится больше, чем «обыкновенных»: даже автор этого материала и часть редакторов «Чердака» обзавелись искусственными компонентами.
Добавить в закладки
Комментарии

Тонкая грань

В этой статье мы поговорим как об объектах, которые встроены в человеческое тело навсегда (скажем, зубные импланты), так и о тех, которые дополняют его временно. Грань между «дополнением тела» и «просто предметом» размыта, потому мы будем использовать такой подход: очки мы все-таки в расчет не берем, а вот контактные линзы, весь день вплотную примыкающие к роговице и практически невидимые извне, — уже вполне подходящий пример «дополнения». Одноразовые гигиенические тампоны — еще нет, а вот менструальная чаша — уже да, поскольку срок ее службы исчисляется годами. Шовный материал — нет, а металлические детали, скрепляющие человеческие кости, — да.

Иллюстрация: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Иллюстрация: Анатолий Лапушко / Chrdk.

Пример первый: зубные пломбы [ ... ]

Читать полностью

20 тысяч одних планет!

Космическая обсерватория TESS передала на Землю первый снимок

Скорее всего, уже 30 мая предназначенный для поиска экзопланет спутник выйдет на целевую орбиту и приступит к своей основной миссии. Еще через два года ученые ожидают пополнения каталога экзопланет примерно 20 тысячами записей, и все благодаря новому аппарату.
Добавить в закладки
Комментарии

TESS — сокращение от Transitional Exoplanet Survey Satellite, то есть «спутник для поиска экзопланет транзитным методом». Транзитный метод основан на наблюдении за видимым блеском звезд на протяжении длительного времени; если свет звезды в какой-то момент закрывает обращающаяся вокруг нее планета, то по этому затмению можно вычислить и размер планеты, и, зафиксировав несколько таких событий, период обращения. Именно этот способ привел к обнаружению большей части известных человечеству экзопланет, причем наибольший вклад в этот перечень внесла запущенная в 2009 году космическая же обсерватория «Кеплер».

Первое изображение, переданное TESS на Землю. На нем видно более 200 тысяч звезд. Фото: NASA
Первое изображение, переданное TESS на Землю. На нем видно более 200 тысяч звезд. Фото: NASA

Сейчас у «Кеплера» заканчивается топливо для двигателей, и инженеры NASA предполагают, что в ближайшие месяцы аппарат, который изначально был рассчитан на работу до 2012 года, окажется потерян для астрономов. С отказавшими в 2013 году двумя гироскопами из четырех и без топлива обсерваторию попросту нельзя будет развернуть в нужном направлении, в том числе для передачи данных на Землю.

Еще пару лет назад мы считали, что TRAPPIST-1 — одиночная звезда. За два года рядом с ней последовательно было обнаружено семь планет, из них три — в зоне обитаемости. Вот чем занимаются телескопы, охотящиеся за экзопланетами. TESS будет особо искать планеты у красных карликов. А TRAPPIST-1 — самый, пожалуй, хороший пример системы красного карлика: много планет и кое-что попадает в потенциально обитаемую зону.
Еще пару лет назад мы считали, что TRAPPIST-1 — одиночная звезда. За два года рядом с ней последовательно было обнаружено семь планет, из них три — в зоне обитаемости. Вот чем занимаются телескопы, охотящиеся за экзопланетами. TESS будет особо искать планеты у красных карликов. А TRAPPIST-1 — самый, пожалуй, хороший пример системы красного карлика: много планет и кое-что попадает в потенциально обитаемую зону.

[ ... ]
Читать полностью

На Марсе забуриться

Зачем запустили аппарат InSight

5 мая 2018 года с калифорнийского космодрома Ванденберг стартовала ракета Atlas V с аппаратом InSight на борту. InSight должен добраться до Марса к концу ноября, чтобы пробурить первую скважину в Красной планете и дать ученым возможность наконец прислушаться к гулу ее недр.
Добавить в закладки
Комментарии

До этого ученым приходилось довольствоваться только поверхностными раскопками. Фреза марсохода Curiosity, самой тяжелой и оснащенной мобильной лаборатории на поверхности Марса, может погружаться в материал всего на пять сантиметров, в то время как InSight способен делать отверстия до пяти метров глубиной. Правда, поднимать потом из сделанной им скважины образцы он не может, но и скважина нужна исследователям совсем для других целей.

InSight в сборочном цеху, в процессе установки теплозащитного экрана. Фото: NASA / JPL-Caltech / Lockheed Martin
InSight в сборочном цеху, в процессе установки теплозащитного экрана. Фото: NASA / JPL-Caltech / Lockheed Martin

Внутрь скважины планируется опустить чувствительные термодатчики, которые измерят поток тепла из глубин планеты, — это нужно для проверки целого ряда гипотез о внутреннем строении Марса. Кроме того, скважина позволит измерить электропроводность грунта и выявить зависимость этой проводимости от частоты переменного тока — последнее поможет уточнить состав лежащих вблизи поверхности горных пород.

Успешное выполнение миссии InSight откроет новую главу в исследованиях Марса — за счет появления данных, полученных совершенно новыми методами в истории исследований Красной планеты. Но кроме термодатчиков и электродов аппарат также будет использовать ряд уже привычных инструментов. Не обошлось, разумеется, и без двух цветных камер того же типа, что и у последних марсоходов. Фотоаппараты имеют очень скромное по земным меркам разрешение матрицы — всего в один мегапиксель, но их электроника рассчитана на работу в жестких марсианских условиях, и предыдущие образцы прекрасно зарекомендовали себя на практике: камера марсохода Opportunity, например, функционирует уже 14 лет, невзирая на перепады температуры и радиацию. [ ... ]

Читать полностью