Показаны сообщения с ярлыком россия. Показать все сообщения
Показаны сообщения с ярлыком россия. Показать все сообщения

вторник, 25 августа 2015 г.

23andme и тесты на отцовство

Одним из популярных поисковых запросов на тему генетических тестов является "тест на отцовство".



Но можно ли использовать услугу 23andme или подобной компании, например ftdna, для определения отцовства? Как определить отцовство дешевле и быстрее всего и насколько можно верить результатам? На эти вопросы я и попробую ответить в этом сообщении.
Вообще чтобы определить являются ли два человека родственниками, необходимо сравнить их ДНК хромосому за хромосомой. Если какой-то минимальный процент совпадает, то людей можно считать родственниками. Какой именно минимальный процент указывает на родственную связь - пока, думаю, не до конца разрешенный вопрос. В 23andme у моего самого дальнего потенциального родственника 0.12% общей по тесту со мной ДНК, тогда как с моим самым близким родственником, прошедшим тест - моей мамой у меня совпадает 50%. Но все наше ДНК это 3 миллиарда пар нуклеотидов, определить какой нуклеотид находится в каком месте во всех 3 миллиардах позиций очень дорого. 23andme и подобные дают сводку по нескольким миллионам позиций генома (конкретно 23andme укажет нуклеотиды в 5 миллионах позиций генома).
Компании, занимающиеся непосредственно тестами на отцовство, сравнивают определенные участки ДНК - маркеры. Если маркеры совпадают, делается соответствующее заключение о родстве.
Традиционные способы установления отцовства отличаются по количеству рассматриваемых маркеров. Наиболее популярными методами установления отцовства являются "полимеразная цепная реакция (ПЦР)" и "полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ)", хотя есть конечно и много других.
ПЦР современнее и быстрее ПДРФ. Обычно ПЦР занимает 3-9 дней и требует небольшое количество ДНК-материала для опыта - можно использовать мазок с внутренней стороны щеки, любые клетки, однако при этом способе сравниваются участки ДНК небольшого размера и тестируется обычно 6-9 участков ДНК, что меньше чем у ПДРФ.
ПДРФ более достоверный чем ПЦР метод установления отцовства, но он требует больше генетического материала, поэтому тут, возможно, придется сдавать кровь, хотя современные технологии ПДРФ позволяют сделать тест и по мазку с внутренней стороны щеки. ПДРФ обычно занимает 10-14 дней.
Конечно фирмы, предоставляющие тесты на отцовство, могут и не называть вам применяемого метода, но если тест занимает меньше 10 дней и кровь не требуется, скорее всего, применяется менее точный ПЦР.
Точность определения отцовства в 23andme и подобных составляет 100% - вы можете сравнить каждую хромосому и увидеть сколько процентов ДНК совпадает. Для родитель-ребенок совпадает 50% ДНК, бабушка/дедушка-внук совпадает 25% ДНК. Короче для ближайших родственников определить родство можно очень точно, относительно быстро и за ту же цену, что нельзя сказать о традиционных способах определения родства. Точность тут снижается а цена повышается.


Если вы хотите предварительно прикинуть являются ли два человека родителем и ребенком, можно рассмотреть группу крови исследуемых лиц. В таблице показаны возможные группы крови ребенка при различных сочетаниях групп крови отца и матери. Если у потенциальных матери с отцом первая группа крови, а у ребенка вторая, то, скорее всего, надо рассмотреть другого потенциального отца или мать. Если у потенциальных родителей первая и вторая группы крови, тут без теста на отцовство не разобраться, т.к. у ребенка может быть любая группа.
Группа крови ребенка
Группа крови отца
II(A) III(B) IV(AB) I(O)
Группа крови матери
II(A) A/O A/B/AB/O A/B/AB A/O
III(B) A/B/AB/O B/O A/B/AB B/O
IV(AB) A/B/AB A/B/AB A/B/AB A/B
I(O) A/O B/O A/B O

Рассмотрим, представленные на рынке, фирмы, определяющие отцовство.
Сравнивать различные компании, оказывающие услуги установления отцовства, будем по следующим критериям:
-Цена
-Скорость выполнения
-Предоставление юридически значимых документов по результатам теста - очень важно для всяких судов
-Анонимность - можно ли сделать тест без ведома потенциального ребенка или отца - важно, например, для мам, которые не уверены точно от кого родили, но не хотят выставлять свои сомнения напоказ
-Распространяемость - насколько можно распространить результаты на другие отрасли, тут безусловными лидерами будут 23andme и ftdna.
Сравнивать будем следующие фирмы:
-23andme
-ftdna
-инвитро - на мой взгляд, довольно дорогая компания, но отделения есть по всей России и Украине.
-Диалайн - Волгоградская фирма установления отцовства - думаю похожая есть в любом другом городе.
С нынешним курсом доллара выигрывает типичная фирма типа диалайн, оказывающая услуги теста на отцовство. Со стороны юридической применимости ДНК теста любая отечественная фирма предлагает необходимые для суда документы, тогда как в 23andme и ftdna можно получить только информацию. Хотя на сайте ftdna предлагается воспользоваться услугами dnafindings, полученные в которой документы, можно применить в международных спорах.
Что касается анонимности, на рынке можно найти анонимный тест в российской фирме в пределах 20 -25 тыс. руб. в зависимости от региона. Видимо из-аз страха перед определенными законами, в диалайн отказываются делать тест по генетическому материалу, отличному от крови, но, полагаю, это исключение. 23andme и ftdna предоставляют средний уровень анонимности - вы не можете отправить на тест волос или окурок, нужно взять пробу слюны или мазок с внутренней стороны щеки, что не всегда можно сделать, не вызывая подозрений. Также при проведении теста 23andme или ftdna, вы получаете данные, которые можно использовать и для определения особенностей здоровья и для поиска родственников плюс, если придется столкнуться с определением отцовства повторно, например когда у ребенка 3 потенциальных отца, можно сделать тест для ребенка и для кого-то из возможных отцов, если результат окажется отрицательным,  доплатить 100$, сделав тест для второго возможного отца - не надо платить несколько раз по 20 тыс. руб.
Результаты сравнения сведены в таблицу.

23andme ftdna инвитро диалайн
Цена* 230$ 200$ 40-60 тыс. руб. 15-30 т.р.
Скорость
выполнения
1.5-2 месяца 2-2.5 месяца ускоренный -
до 8 дней
до 30 дней
Юридическая
применимость
Нет Есть, но на отдельном
сайте за отдельную плату (425$),
в РФ скорее всего
неприменимо
Есть Есть
Анонимность Средняя Средняя Высокая,
по необходимости
Нет
Распространяемость Высокая Высокая Отсутствует Отсутствует

*Цены указаны на август 2015

Вообщем оставайтесь верными друг другу, чтобы вопрос отцовства вас не волновал.

воскресенье, 2 августа 2015 г.

Интеллект определяет продолжительность жизни

Научные исследования на тему умственных способностей показывают, что у людей с высоким уровнем интеллекта выше продолжительность жизни. Однако пока не до конца ясна причина такой корреляции. Возможно умные люди имеют социальный статус, который позволяет им лучше следить за здоровьем, а возможно что в таком совпадении замешана генетика, влияющая и на интеллект и на долголетие, а может вообще все сразу. 
Причину корреляции и попытались выяснить авторы недавно опубликованной научной статьи "The association between intelligence and lifespan is mostly genetic".
Исследуя однояйцевых и многояйцевых однополых близнецов, ученые выяснили, что связь между интеллектом и продолжительностью жизни на 95% регулируется генами.


После анализа данных было установлено, что более смышленый близнец обычно живет дольше. Причем данная тенденция была более явной у многояйцевых близнецов.
Тем не менее связь между интеллектом и продолжительностью жизни хоть и есть, но очень мала, поэтому при наличии большого IQ не спешите обзаводиться вредными привычками.
Автор работы Rosalind Arden считает, что гены делающие нас умнее, делают нас более здоровыми.
Безусловно, требуются дальнейшие исследования для установления деталей явления.
23andme предоставляет следующий SNP для характеристики интеллекта:
rs363050 - AG - обычный IQ, AA - IQ в среднем выше на 3-4 пункта, GG - IQ на 3-4 пункта ниже чем у AG. 
Авторы исследования, где участвовали данные rs363050 оценили влияние данного параметра на разброс в значениях IQ всего в 3,4%, поэтому серьезно к этим данным относиться не стоит. Исследовались данные индивидов с европейским происхождением.

пятница, 12 июня 2015 г.

От РНК к протеинам


После поста Подробнее об РНК, вы знаете, как организм получает РНК а также мРНК. мРНК это что-то вроде рецепта, который используют клетки для приготовления нужных им химических веществ - протеинов. В этом сообщении речь пойдет о том, как этот рецепт клетками читается и исполняется.
Чтобы что-то готовить нужны ингредиенты. Организм использует аминокислоты в качестве ингредиентов для протеинов. Все протеины в нашем теле получаются комбинацией из 20 различных аминокислот. Также как основными компонентами ДНК являются 4 нуклеотида A, T, G и С, основные составляющие протеинов - 20 аминокислот:
ГлицинGlyG
АланинAlaA
ВалинValV
ИзолейцинIleI
ЛейцинLeuL
ПролинProP
СеринSerS
ТреонинThrT
ЦистеинCysC
МетионинMetM
Аспарагиновая кислотаAspD
АспарагинAsnN
Глутаминовая кислотаGluE
ГлутаминGlnQ
ЛизинLysK
АргининArgR
ГистидинHisH
ФенилаланинPheF
ТирозинTyrY
ТриптофанTrpW
Таблица скопирована с википедии, как видите, у каждой аминокислоты есть два обозначения: из трех букв (второй столбец) и из одной буквы (последний столбец).
Но как сопоставить 4 буквы в коде РНК 20-ти аминокислотам?
Первая часть центральной догмы (о которой я писал тут) это транскрипция РНК из ДНК, вторая часть центральной догмы состоит в получении протеинов из мРНК и называется трансляцией. Трансляция в нашем организме осуществляется рибосомами. Рибосомы способны читать последовательность мРНК и создавать на основе прочитанного аминокислоты.


Одной из научных загадок XX века было понять как рибосома читает код мРНК. Если бы рибосома выдавала одну аминокислоту для одной буквы кода мРНК, то она могла бы создать только 4 различных аминокислоты, если бы одну аминокислоту кодировали 2 буквы генетического кода, то все различные комбинации дали бы нам 16 аминокислот, но рибосомы производят 20 разных аминокислот. Очевидно, чтобы закодировать 20 аминокислот 4 буквами необходимо, как минимум, использовать комбинацию из трех букв на одну аминокислоту. В действительности так и есть: чтобы создать одну аминокислоту, рибосома читает 3 буквы кода мРНК. Причем читает она по 3 буквы друг за другом. В начале изучения трансляции высказывались гипотезы, что имеет место перекрытие (overlaping) при чтении рибосомой мРНК. То есть последний или два последних нуклеотида в тройке, кодирующей аминокислоту, являются первыми в следующей тройке. Гипотеза оказалась неверной.



Тройка нуклеотидов, кодирующая аминокислоту, называется кодоном. Количество комбинаций, в которых можно расположить 4 нуклеотида в кодоне равно 4*4*4=64. Перед вами таблица, в которой для каждой комбинации A, U, G и C приведена кодируемая аминокислота:

Некоторые аминокислоты кодируются сразу несколькими кодонами, как, например, лейцин (Leu). Комбинация AUG является сигналом для рибосомы о необходимости начать кодирование аминокислот и одновременно о создании метионина (Met). Три кодона отвечают за остановку процесса трансляции - обозначены в таблице STOP (UAA, UAG и UGA), читая эти комбинации, рибосома никаких аминокислот не создает.
На поиск этой таблицы наука потратила многие годы, и сейчас вы за каких-то пару минут можете изучить результат этой долгой и кропотливой работы.
Со всеми определениями, которые я использовал в этом и предыдущем сообщениях об РНК очень легко запутаться. Поэтому, повторим:
Центральная догма молекулярной биологии гласит: сначала происходит транскрипция РНК из ДНК, а потом трансляция полученной РНК в протеины. Транскрипция РНК происходит в ядре клетки, где с необходимого гена ДНК создается копия в виде РНК, из которой в процессе сплайсинга удаляются интроны, а оставшиеся экзоны образуют матричную РНК (мРНК), участвующую в трансляции.
Трансляция происходит с помощью рибосом, которые считывают мРНК по 1 кодону за раз. Каждый кодон либо кодирует аминокислоту либо является сигналом для рибосомы прекратить трансляцию. Кодон, указывающий о необходимости начать кодирование аминокислот и, одновременно кодирующий метионин, имеет комбинацию AUG. Кодоны, указывающие на остановку трансляции, это UAA, UAG и UGA. То есть, если рибосома прочитает комбинацию UCU-AUG-GGA-UGA, на выходе будет протеин со следующими аминокислотами: Met-Gly.
Если вы поняли смысл последних предложений, поздравляю, вы знаете очень много определений, это большой повод для гордости.
Теперь немного цифр. Человеческий геном состоит из примерно 3-х миллиардов пар нуклеотидов. Ученых долго волновал вопрос: "А сколько генов, кодирующих протеины содержится в нашем геноме?" Некоторые делали догадки. Разброс во мнениях был очень приличным - минимальное предположенное количество генов было 25 тысяч, максимальное 250 тысяч. В конце концов, оказалось, что количество генов, кодирующих протеины, в человеческом геноме лежит между 20 и 25 тысячами. Это относительно не очень большое число, оно сравнимо с количеством генов у мух дрозофила и у круглых червей. Для сравнения у одного из видов тополя более 70 тысяч генов.


Но человеческий организм гораздо сложнее организмов ленточного червя, дрозофил и тополей, поэтому сложность организма определяется далеко не количеством генов, кодирующих протеины. Также сложность не определяется количеством пар нуклеотидов в геноме - у одноклеточных амеб около 650 миллиардов пар.
Менее двух процентов человеческого генома участвует в кодировании протеинов. Однако, примерно 80% генома переводится в РНК путем транскрипции. Некоторые, полученные транскрипцией, молекулы РНК в наших клетках также выполняют роль регуляторов, например, активности мРНК, еще некоторые виды РНК являются составляющими для строительства рибосом (рибосомная РНК - рРНК). Более того, в определенных клетках транскрипция РНК происходит с обеих составляющих спирали ДНК, при этом РНК, полученная с помощью одной части спирали ДНК, используется для трансляции, а полученная с помощью второй части - для регулирования каких-то процессов организма.
Короче говоря, принцип работы генома чрезвычайно сложен, и некоторые вопросы до сих пор не решены.

Проверь свои знания

1. Процесс создания клеткой РНК по ДНК называется
  • Трансляция
  • Транскрипция
  • Сплайсинг
  • Генотипирование
2. Процесс создания протеинов из мРНК называется
  • Трансляция
  • Транскрипция
  • Сплайсинг
  • Секвенирование
3. мРНК образовано
  • Экзонами
  • Интронами
  • Аминокислотами
  • Протеинами
4. Какая последовательность нуклеотидов мРНК создаст протеин из следующих аминокислот Met-Tyr-Pro-Leu?
  •  CGACUCAUGUAUCCUCUCUGAUGGUGU
  • ACUCGAUGUAUCCUCUCUGAUGGUGUС
  • ACUCGCAGUUAUCCUCUCUGAUGGUGU
  • ACUCGCAUCUAUCCUCUCUGAUGGUGU

Результат =

Правильные ответы:
Free JavaScripts provided

четверг, 9 апреля 2015 г.

Подробнее об РНК

В этом посте возвращаюсь к теории как именно ДНК влияет на наши особенности. Из предыдущего сообщения известно, что рибонуклеиновая кислота (РНК) это что-то вроде промежуточного элемента между хромосомами, в которых находится генетическая информация, и рибосомами, которые эту информацию интерпретируют.
Для тех кто не знаком с моим блогом, чтобы войти в курс дела, советую прочитать предыдущие посты в таком порядке:
1 Что такое ДНК
2 О ДНК и геноме
3 Как работает геном
Но что представляет собой РНК?
Из первого сообщения известно, что структура ДНК это двойная спираль, в которой два ряда нуклеотидов находятся друг напротив друга. РНК по строению схожа с ДНК, но есть пара отличий:
Во-первых, в РНК только один ряд нуклеотидов
Во-вторых вместо тимина в РНК находится урацил (обозначается U).


С химической точки зрения РНК состоит из нуклеотидов, тогда как ДНК из дезоксинуклеотидов. Нуклеотиды отличаются от дезоксинуклеотидов наличием дополнительного атома кислорода в структуре. Эти детали нас мало волнуют, поэтому дезоксинуклеотиды мы свободно зовем нуклеотидами, хотя они и отличаются.
Т.к. РНК состоит из нуклеотидов, она может присоединиться к половине ДНК или к самой себе, при этом урацил комплементарен аденину, т.е. может с ним соединяться. Когда РНК выходит из ядра клетки, она представляет собой не вытянутую длинную молекулу, а может соединится сама с собой, как на рисунке:


Теперь о том как РНК образуется с помощью ДНК.
Первым делом, клетка находит начало интересующего ее участка интересующей хромосомы (или просто гена). Процесс поиска в клетке происходит с помощью протеинов. Затем в интересующем участке начинается распрямление двойной спирали ДНК. Далее протеины разделяют раскрученную спираль ДНК на две составляющие. После разделения ДНК в нужном участке, начинает работу строитель РНК - РНК полимераза, которая присоединяет нуклеотиды (UACG) к нуклеотидам раскрученной ДНК, образуя длинную молекулу РНК.


Процесс получения РНК по ДНК называется транскрипцией.
Участок ДНК,  говорящий протеинам где надо начинать транскрипцию, называется промотор.
Созданная РНК не вся интерпретируется рибосомами для создания протеинов. В полученной в результате транскрипции РНК есть два типа участков: интроны и экзоны. В результате явления под названием сплайсинг все экзоны объединяются в одну РНК, которая и используется при кодировании протеинов. Такая РНК называется матричная РНК обозначается мРНК (в английском варианте messenger RNA - mRNA). Вообще у РНК много разных префиксов, говорящих о ее назначении. Схема процесса получения мРНК:


Некоторые гены содержат только один экзон, но таких генов немного. Во многих генах суммарная длина интронов в несколько раз превышает суммарную длину мРНК. Плюс к этому далеко не весь код мРНК используется рибосомами для создания протеинов.
Отсюда и возникает столько маленькая цифра: меньше 2% нашего генома представляет собой код для получения протеинов.

воскресенье, 22 февраля 2015 г.

Опыт с 23andme

Недавно, бороздя страницы интернета, я наткнулся на информацию о некоей американской фирме предоставляющей услуги по генетическому анализу. Очень заинтересовался и сделал тест в этой фирме под названием 23andme. Далее, разбираясь с результатами, я узнал о другой фирме, в которой сделал еще один тест. Еще заказал тест в 23andme для мамы и планирую протестировать всю семью.
В общем, меня очень затянуло исследование собственной ДНК и, несмотря на инженерное образование, я немного стал разбираться в генетике - понимать самые азы. В этом блоге я хочу поделиться своими открытиями.
Так что же я узнал после теста 23andme? Результаты можно разделить на две категории: 1) особенности моего организма, мое здоровье и 2) генеалогическая информация. Если конкретнее, то по здоровью узнал:
  • Особенности своего организма, например, насколько быстро он перерабатывает (уровень метаболизма) кофеин. У меня оказался высокий, поэтому я не чувствую бодрости от кофе.
  • предрасположенности к различным болезням. Тут целый букет о котором даже не приятно писать. Вот небольшой список: болезнь Альцгеймера, ожирение, диабет, различные онкологические заболевания... Список очень большой. Собственно, оказалось, я предрасположен к сердечно-сосудистым заболеваниям, что понятно - в семье много сердечников.
  • Восприимчивость к различным лекарствам. Очень важная информация. Например, мой организм медленнее перерабатывает Плавикс, Фенобарбитал и некоторые другие лекарства. Из-за чего будут наблюдаться сильные побочные эффекты, которые могут принести больше вреда чем пользы.
В данный момент, с ноября 2013 23andme не предоставляет информацию по здоровью, и ее приходится смотреть на сторонних сайтах, руководствуясь своими данными. Это связано с письмом госорганов США в 23andme, где чиновники требуют убрать данные по здоровью. Руководствуются они при этом тем, что, получив информацию о своих предрасположенностях, неосведомленный человек сразу побежит принимать меры, и в худшем случае, что-нибудь себе отрежет у хирурга, из-за, например, большой вероятности возникновения рака в этом органе. Однако буквально на днях 19 февраля 2015, ситуация немного изменилась. Пока что данные по здоровью не предоставляют но "лед тронулся". Как обещает сооснователь 23andme бывшая супруга Сергея Брина Анне Войжитски, вопрос с данными по здоровью решится в 2015. Ждем...

По генеалогической информации мне нашли больше 900 родственников по всему миру из числа тех, кто прошел тест. С некоторыми сходятся семейные фамилии и, в ходе общения, удалось найти общего предка. В плане предков, на 99.7% я европеец, что для меня очевидно, на 0.2% азиат (монгол) и 0.1% африканец (во всех есть немного африканцев). В моих европейских генах нашли 1.7% от Ашкеназов - "европейских евреев", пытаюсь разобраться по чьей они линии. Ну и в моем ДНК 2.7% Неандертальцев, что является средним для европейцев.


Итак стоит ли проходить тест? Считаю, что однозначно ДА. Сейчас в области ДНК идут активные исследования, и если пока что-то не понятно, скоро все прояснится, и мы, скорее всего, сможем узнать много нового о нашем организме, имея результаты от 23andme. Уже сейчас некоторые сайты по данным 23andme за доп плату предоставят вам индивидуальную программу тренировок и диету, которые помогут добиться целей. Конечно, пока что все эти заявления сомнительны, т.к. серьезных исследований в этой области еще мало, но мир не стоит на месте.
Кроме того, пройдя тест вы внесете вклад в исследования 23andme, которые продвигают наши границы знаний о ДНК.
Ну и конечно генеалогическая информация - тут без комментариев. Приятно возобновить связи с потерянными ветками. В случае если вы были усыновлены или потеряли ветку своей семьи, то, возможно, 23andme поможет вам найти утерянные части. На сайте 23andme куча историй о воссоединении потерявшихся родственников со слезами, соплями и улыбками - этакий "Жди меня".
И еще, в некоторые страны, включая Россию и Украину 23andme не отправляет тестовые наборы из-за законодательства. Законно из стран бывшего СССР отправить генетический материал (в данном случае слюну) очень сложно - можно утонуть в бюрократии, в поисках разрешения, и ничего не добиться. Про процесс заказа и отправки своей ДНК я напишу чуть позже, но пока что все прокатывает на дурака. Возможно, как это у нас бывает, лавочку скоро прикроют и за отправку своего ДНК к ужасным америкосам в худшем случае будут расстреливать.  Пока возможность есть, надо однозначно делать тест.
Я же тут продолжу информировать вас о том, что можно узнать о себе с помощью ДНК.