Лига изобретателей

Продолжение поста ДНК дактилоскопирование. Патент US5413908A

Хочу подчеркнуть вот как какой важный момент. В ДНК дактилоскопирование не "читают" ДНК, а измеряют длину особых участков. Причем длину участков абсолютно бессмысленных, мусорных. Это участки с тупо повторяющимися блоками типа GTCGTCGTCGTCGTC. И это прекрасно не только по тому, что дешево, но и по тому, что не дает абсолютно никакой “лишней” информации.

Представьте, если бы база FBI хранила данные с кодом ДНК, по которому можно не только установить личность преступника, но и заодно узнать, о том, что сердце этого преступника идеально подходит для пересадки одной, очень важной персоне! Такого лучше не допускать принципиально. А потому, несмотря на то, что мы уже можем относительно дешево “читать” ДНК, методика ДНК дактилоскопирование остается прежней (не везде конечно, но это уже политика).

В обычной жизни мало кто сталкивается с ДНК дактилоскопированием. Однако довольно часто мы слышим о ДНК тесте на отцовство. А этот тест использует точно такую же методику, как и ДНК дактилоскопирование. Поэтому я нашел примеры результата теста на отцовство (скачал у одной фирмы, предлагающей эту услугу) и решил в них разобраться.

Пример первый:

Самая левая колонка "Локус" - это символьное обозначение участка ДНК, длину которого измеряли. В этой колонке стандартный набор из 20 вариабельных участков и участок Amelogenin, который не имеет отношения к определению отцовства и служит просто для определения пола человека по ДНК (в таблице X- женщина, XY - мужчина).

У каждого участника теста по 2 колонки цифр. Это потому, что у каждого человека 2 нитки ДНК (от папы и от мамы) и вариабельные участки на них могут отличаться. Если указана только одна цифра, то это значит, что на обеих "нитках" ДНК данный участок одинаковый. Наример, во второй строчке у матери "16" означает, что ей попал участок vWa одинаковой длины "16" и от отца и от матери.

Ребенок получает одну ДНК от папы, а другую от мамы. Это значит, что в каждой строчке у него должна быть какая-то цифра из колонки отца и какая-то из колонки матери. Конкретно какую "цифру" получает ребенок - это совершенно случайный процесс (причем эта случайность происходит еще до зачатия ребенка, если кто не знает)

Смотрим на первую строчку дочери. Цифры "17" нет ни у матери, ни у отца - это откуда-то "со стороны". Дальше уже можно и не смотреть, отец не тот. У настоящего отца должна быть одна из цифр "17" в локусе D3S1358.

А вот так выглядит подтвержденное отцовство. Все проверенные участки ДНК пришли к ребенку от мамы и от папы (по одному от каждого).

Только вот я не понял, зачем родители сына "Ириной" назвали. Видите в конце Amelogenin у Ирины X,Y - это мальчик.

Вот вроде и изложил принцип технологии.

В будущих постах планирую написать про более продвинутый метод генотипирования (благодаря которому Анджелина Джоли спасла себе жизнь, но лишилась груди).

ДНК человека - это 3-х миллиардная строчка букв AGTC (725 Mb в заархивированном виде). ДНК разных людей отличаются менее чем на 0.6%. Различия встречаются только в определенных местах и в каждом месте “допускаются” определенные варианты изменений. В одном месте, например, бывает только замена “буквы A” на “T”, а в другом - отсутствие одного или нескольких блоков типа “ATG”.

С первого взгляда кажется, что ДНК дактилоскопирование даже проще, чем дактилоскопирование по отпечаткам пальцев. Нужно просто “читать” буквы в участках ДНК, где бывают отличия у людей и сравнивать их.

Проблема тут в том, что “читать” участки ДНК дорого даже сейчас, а лет 30-40 назад это было фантастически дорого и долго.

Тем не менее в 1984 году ученый Алек Джефрис зарегистрировал патент, в котором решил эту проблему. Он предложил для дактилоскопирования не читать ДНК, а измерять длину особых участков (микросателитов), длина которых у разных людей может сильно отличаться. И это произвело революцию в криминалистике. Дело в том, что измерить длину участка ДНК гораздо, ГОРАЗДО дешевле, проще и быстрее, чем прочитать его последовательность. Это можно делать в любой криминалистической лаборатории и именно этот метод используется до сих пор.

Измеряют длину ДНК с помощью электрофореза. Закапывают ДНК в тонкую, прозрачную трубочку с гелем с одного края, включают ток через трубочку и смотрят, как ДНК под действием тока движется к противоположному краю. Скорость продвижения молекул ДНК зависит от их длины.Измерив пройденный молекулами путь за определенное время, можно легко определить длину молекул.

Все просто, быстро и дешево!

Но остается вопрос  -  как добыть эти особые участки из ДНК человека, чтобы закапать их в электрофорез и измерить их длину. Ответ может удивить. Их не “добывают” из ДНК человека, а делают их точные копии! Есть магический “ПЦР” метод, который делает копии нужных участков ДНК в гигантских количествах, причем быстро и дешево. (подробности как- нибудь в другом посте).

Для понимания метода важно прояснить еще пару моментов.

Во первых, в ДНК "допускаются" только определенные варианты в каждом вариабильном участке. Например, участок с названием CSF1PO может иметь только 15 вариантов длины. Если сравнивать людей только по этому участку, то велик шанс случайного совпадения. Поэтому, например, в FBI используется 20 участков и тут случайное совпадение просто невероятно.

Во вторых, нужно вспомнить, что у нас две разных ДНК - от папы и от мамы. Поэтому каждый измеряемый участок будет иметь 2 длины. Т.е. в базе FBI профиль каждого человека это 40 цифр (40 длин вариабельных участков)

У этого метода сравнения ДНК есть и еще одно очень важное применение. Дело в том, что участки с вариабельной длиной наследуются. А значит можно этим же методом устанавливать родственные связи (отцовство, материнство). Но об этом в следующем посте (если будет интересно).

Я слышал, что у компаний, как правило, полно идей и патентов, но не хватает денег на внедрение всего напридуманного. Оказывается это не совсем так. Многие компании готовы купить идеи у независимых изобретателей. Даже существуют специальные программы и конкурсы для этого. Я просмотрел десяток таких компаний. Вот например задачи на конкурсе у компании, связанной со стиркой одежды. Мне они понравились тем, что четко сформулирована проблема.

№1 Кожный жир откладывается на всех тканях, касающихся кожи. При низких температурах жир твердеет и его трудно удалить. Нужно найти новые подходы к эффективному удалению твердых жиров при низких температурах без необходимости предварительной обработки.

№2  Придумать индикатор качества стирки. Например краситель, который будет менять цвет в процессе стирки и будет индикатором ее качества.

№3 Некоторые клиенты любят стиральные порошки, дающие приятный запах одежде. Нужен способ, при котором одежда будет иметь этот запах как можно дольше. Например вещество, которое не является летучими, но выделяет летучий аромат при использовании или при взаимодействии с внешним триггером.

(если у кого-то есть решение - дам ссылку на конкурс в комментарии)

Патент зарегистрирован в 2018 году и получил "Шнобелевскую" премию в 2019 (премия за самые нелепые достижения в науке и технике).

Предлагается что-то вроде прозрачной посудомойки, куда помещают младенца (надежно пристегнув) и закрывают дверцу. Дальше аппарат все делает сам - снимает памперс, моет, высушивает и одевает новый памперс.

Устройство все еще разрабатывается, так что видео нет.

Усовершенствованная нежная лента для рта. $11.99 за 120 штук в упаковке.

Продается на амазоне.

Улучшает качество сна. Сравните До и После.

Это самое лучшее, что подойдет каждому, в любой семье.