阵亡将士身份辨认正推动新一代DNA测序技术突破

2016-07-28 12:22:36     作者:老吕IO      来源:雷锋网

新一代测序技术未来将取代使用了三十年之久的“桑格测序(NGS)”

越南战争后,美国和越南政府一直在进行失踪和阵亡士兵遗体的搜寻工作。1998年,美国专家通过DNA测试发掘并辨认了最后一名失踪美国士兵,但对于越南一方来说,等待辨认的士兵人数还有30万之巨,此外还有无以计数的平民尸骸不知葬身何处。

“战争已经过去几十年了,许多参战士兵的亲属都正在老去,”越南科学技术研究院主管说道。“因此,我们辨认遗骨,让亡魂得以安息的工作需要加快了。”

为了完成这项任务,越南政府还专门拟定了Project 150计划,投资5000亿越南盾(约合2500万美元)升级了本地DNA测试实验室的设施,准备在2020年前辨认出至少70000名越南阵亡士兵的遗骸。据悉,这些升级后的设施将于今年年底正式投入使用。

新一代DNA测序技术(NGS)

如果该计划推进顺利,就能向世界展示先进的测序技术在取证领域的巨大作用。据悉,新一代测序技术未来将取代使用了三十年之久的“桑格测序(NGS)”,利用该技术,越南的科学家可以从那些已经被破坏严重的遗骸中获取必要的信息。

近些年来,NGS技术已经发生了翻天覆地的变化,在测序通量突飞猛进的同时,测序成本直线下降。2014年Illumina 公司发布的新型测序系统已经可以用千元成本测序完整的人类基因组,最多每天能测序 6000亿个碱基对。

而要完成这项计划,科学家们首先要建立一个数据库,这里会存储超过100万越南人的生物样本,包括唾液、头发和血液。未来,这些样本会成为“参考数据库”,科学家可以通过DNA比对算法找到死者与数据库中样本的联系,以便确认其家人。不过这一过程可不简单,通常要识别一个阵亡士兵的身份,需要比对3-6个相似的参考样本。

除了DNA辨认,有时越南政府还会让家属参与现场辨认。毕竟某些配饰、记号和历史痕迹证据也非常重要。

但其实影响DNA存留的因素很多,其中就包括温度和时间。穴居人的骨头在恒温恒湿的稳定环境中可以存储数万年,但越南的潮湿闷热气候却无法提供这种环境,残骸中DNA的降解速度非常快。因此,仅靠组织样本来辨别阵亡士兵身份已经变得不太可行。所有,他们需要和其他技术公司进行合作,其中就包括医学诊断数据库巨头Bioglobe和国际失踪人员委员会(ICMP)。

Bioglobe已经与欧洲测序公司QIAGEN达成了合作,它们将帮助科学家处理那些已经被土壤中微生物污染过的骨头和牙齿(DNA存留明显变少)。ICMP则主要负责遗骸挖掘阶段的指导,这样就能避免越南科学家将不同的骨头弄混。此外,ICMP在性别区分上还非常有一手。

NGS的广泛应用前景

在下一代测序技术不断进步的同时,它的应用也越来越广泛。据该领域专家介绍,下一代测序在临床领域的应用快速增涨。研究数据显示,新一代测序市场将于2020年达到48.92亿美元,复合年增长率达到20.7%。

在应用类型上,NGS市场可划分为肿瘤研究、遗传筛查、传染病研究、药物和生物标志物发现、分子流行病学、农业和其他方面的应用。

据悉,越来越多的研究者选择下一代测序的多基因panel对肿瘤进行研究,或者通过外显子测序鉴定潜在的药物靶点。在诊断儿童遗传学疾病时,人们也逐渐抛开了传统的诊断方法,转而使用全外显子组测序。

此外,NGS检测有两大优势,它既可以帮助人们确定治疗方案,也可以为患儿父母评估他们未来子女患同样疾病的风险。实际上,用下一代测序进行(致病基因)携带者筛查,是NGS 的“杀手锏”。

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