انگشت نگاری ژنتیکی

فرض كنید كه در یك زندان به علت مظنون بودنتان به یك جرم یا تبهكاری محبوس شده اید و هیچگونه مدركی دال بر بی گناهی شما وجود ندارد، روزهای سرد وسیاه حبس تا آخر عمر انتظارتات را می كشد تا اینكه با كمك یك آزمون علمی شگرفت انگیز بی گناهی شما ثابت می گردد و ناباورانه آزاد می شوید.
این تصور خیالی دقیقا با بخشی از واقعیت زندگی ویلیام توماس از ایالت كنتاكی عجین شده است فردی كه در سال ۱۹۹۳ در جریان یك بزهكاری مظنون شناخته شد اما همواره در دادگاه بر بی گناهی خود پافشاری نمود تا اینكه ۶ سال بعد بی گناهی وی با آزمون DNA به اثبات رسید. تكنیك انگشت نگاری ژنتیكی، در سال ۱۹۸۵ توسط الك جفری در دانشگاه لاسیستر ابداع شد. او سرگرم مطالعه برروی ژن میوگلوبین بود. پروتئین حاصل از این ژن موجب ذخیره اكسیژن در ماهیچه می شود.
نواحی از ژن میوگلوبین فاقد اطلاعات لازم برای ساخت میوگلوبین می باشد و نقشی در سنتز پروتئین میوگلوبین ندارد. این نواحی از ژن شامل نواحی غیر عادی از لحاظ بازهای نوكلئوتیدی بود كه در آن این بازها، چندین بارپشت سر هم تكرارمی شدند. جفریس این توالیها را ماهوارك نامید او اندیشید كه ممكن است این توالیها سر نخی برای دانشمندان ژنتیك باشد تا گره از بعضی معماهای ژنوم بگشایند.
او این قطعات حاوی بازهای نوكلئوتیدی تكراری را پس ازجداسازی ازكل ژنوم وارد باكتری نمود و بااستفاده ازتكنیك نشاندار كردن قطعات حاصل از تكثیرو الكتروفورز، الگوهای مختلف باندی را در روی ژل مشاهده كرد. این دانشمند برجسته مشاهده كرد كه وجود توالیهای بازی تكراری تنها مختص ژن میوگلوبین نیست بلكه در سایر نقاط DNA ژنومی نیز این توالیها را می توان یافت. عجیبتر اینكه در هر فرد این توالیها منحصر به آن فرد است از والدین به نسبت مساوی به فرزندان منتقل می شود.
امروزه واژه میكروساتلایت و مینی ساتلایت واژه بسیار آشنا برای متخصصان علم ژنتیك میباشند .معمولترین تكرارهای موجود در ژنوم پستانداران،تكرارهای(CA)n و(CT)n و (dG-dT) می باشند. تعداد بازهای موجود در هر ماهوارك ممكن است به ۲،۳، ۴ و حتی بیشتر برسد كه طبق قاعده خاصی در ژنوم تكرار می شود. برای چنین آزمونهای نیاز به بررسی تمام ژنوم نمی باشد و همانطور كه وجود یك خال در بدن می تواند دلیلی محكم بر شناسائی یك بی گناه یا قاتل باشد بررسی یك ناحیه كوچك از ژنوم فرد مظنون نیز چنین مداركی ارزشمندی را مهیا خواهد نمود. این مقاله سعی دارد كه در یك نگرش اجمالی، بعضی از كاربردهای انگشت نگاری ژنتیكی را همراه با وقایع شگفت انگیزی كه این تكنیك در آنها مورد استفاده قرار گرفته است ، را بیان نمایید.
● آزمون انساب (تعیین هویت):
در ژوئیه ۱۹۹۷، مونیكالمود، زنی كه ۸ ماهه آبستن بود به همراه همسر خود توسط نیروهای امنیتی ایالت بوئنوس آیرس در كشور آژانتین ربوده شد. سرنوشت این زوج و كودكی كه مونیكا در رحم داشت ناشناخته باقی ماند. بعدها مردی كه از یك اردوگاه سری در آژانتین آزاد شده بود به مادر بزرگ مونتیكا گفت كه دختر او در اردوگاه ویژه امنیتی زندانی شده بود. در سال ۱۹۸۵ در همان اردگاه زنی كه سابقا پلیس بود، ادعا كرد كه والد قانونی دختری است كه در زندان متولد شده است . دو سال بعد آزمایش انگشت نگاری ژنتیكی با قطعیت ۹۸/۹۹ درصد دختر را متعلق به مونیكا دانست و این كودك به مادر بزرگ خانواده بازگردانده شد. از آن پس تكنیك انگشت نگاری ژنتیكی در حل مشاجرات مربوط به تعیین والدین حقیقی كودكان استفاده شد.
● شناسائی مجرمان :
در مواردی كه قربانی در اثر تجاوز جنسی كشته شده باشد، می توان با تهیه نمونه سلولهای جنسی موجود در مهبل قربانی و همچنین تهیه نمونه خون یا بافت از مقتول، سرنخی برای تشخیص قاتل به دست آورد. در این روش پس از استخراج DNA از نمونه ها و همچنین مقایسه الگوهای باندی حاصل از نمونه خون مقتول و با الگوهای باندی حاصل از نمونه حاوی مخلوطی از سلولهای جنسی مقتول و قاتل ، الگوهای باندی متعلق به قاتل را تشخیص داد. انگشت نگاری ژنتیكی همچنین می تواند برای شناسائی اجسادی كه تخریب و متلاشی شده اند و یا به هر علتی قابل تشخیص نیستند ،مورد استفاده قرار گیرند.
در سال ۱۹۸۹ پلیس بقایای جسدی را كه در یك فرش پیچیده شده بود را پیدا كرد، باز سازی چهره جسد، پلیس را مشكوك نمود كه جسد متعلق به كارنی پرایس نوجوانی است كه در سال ۱۹۸۱ ناپدید شده است . اما هیچ كس نمی توانست مطمئنن باشد. اریكاهاگلبرگ مقداری اندكی DNA از یكی از استخوانهای جسد، استخراج كرد و آن را برای تجزیه و تحلیل به آزمایشگاه چفریس فرستاد.مدارك مستدل بر پایه انگشت نگاری ژنتیك نشان داد كه جسد واقعا متعلق به كارنی پرایس است و این مدرك توسط دادگاه بریتانیایی وقت، پذیرفته شد. این اولین واقعه بود كه در آن انگشت نگاری DNA به عنوان مدركی در دادگاه پذیرفته شد .
● تشخیص سرطانها :
در برخی از انواع سرطانها ، به طور قابل توجهی افزایش یا كاهش تعداد توالیهای میكروساتلایت دیده می شود.چنین تغییراتی باعث ایجاد ریز ماهواركهای متفاوت می شود كه براحتی قابل تشخیص هستند.
● برآورد پارامترهای جمعیتی :
با استفاده از انگشت نگاری DNA ، تمایز ژنتیكی ، تعداد مهاجران در هر نسل ، میزان همخونی را برآورد نمود به خصوص با استفاده از این ابزار قدرتمند، زمان اشتقاق گونه ها را نیز می توان محاسبه نمود.
● تایید صحت ادعاهای شبیه سازی:
یكی از موارد جالب كاربرد انگشت نگاری ژنتیكی، آزمون صخت ادعاهای موجود در رابط با شبیه سازی می باشد. به عنوان مثال در گوسفند دالی كه اولین پستانداری بود كه به روش انتقال هسته سوماتیك بوجود آمد این آزمون توسط Ashworth و همكاران در سال ۱۹۹۸ صورت گرفت و با انگشت نگاری ژنتیكی مشخص شد كه او حامل ۷ اللی ریزه ماهوارهای است كه در جمعیت سلولی سازنده اش وجود داشته است و تردیدهای موجود بی مورد است.
● مطالعات مربوط به حفاظت گونه ها و رفتار شناسی گونه های در حال انقراض:
تكنیك انگشت نگاری ژنتیكی همچنین توسط محققان دانشگاه كالیفرنیا بعنوان ابزاری برای ردیابی رفتار آمیزشی گروهی از شمپانزه های وحشی در جنگلی انبوه استفاده شد. این محققان موهای باقیمانده موجود در آشیانه های موقت موجود در نوك درختانی كه شمپانزه های در آن می خوابیدند را جمع آوری نمودند و DNA مورد نیاز را از ریشه موها استخراج كردند، با مقایسه الگوهای باندی ماده ها و نرهای بالغ و ۱۳ بچه شمپانزه در یافتند كه ۷ بچه متعلق به نرهای این گروه كوچك نیست .
بنابراین این نظریه قوت یافت كه در طی شب حداقل بعضی از شمپانزه های ماده می بایستی به جنگلهای مجاور رفته و با نرهایی از گروهای دیگر برخورد نموده اند. كشف چنین روابطی با انگشت نگاری ژنتیكی ، می تواند توضیح دهد كه چگونه در گروهای كوچك شمپانزه ها نیز حفظ تنوع ژنتیكی و اجتناب از همخونی امكان پذیر می باشد.

گردآوری : آرش جوانمرد
حسین بنابازی

منبع : کانون دانش