1-qism. Noma’lum parazitlar genetik ma’lumotlar bazasiga qanday zarar yetkazgani haqida ibratli hikoya to’liq malumot oling

Kultural xonaga (harorati doimo termostat yoki iqlim kamerasi bilan nazorat qilib turiladigan, yorug‘lik rejimi o‘zgarmas, steril xona) kirish uchun toza xalat va bir martalik qo‘lqop kiyish kerak. Shunindek, laminar qutini puflash, ish stollari yuzasini spirt bilan tozalash va shundan keyingina hujayralar joylashgan inkubatorni ochish mumkin. Agar biror narsa e’tiborsiz qolsa, bakteriyalar bundan, albatta, foydalanadi. Ular avval namunalarni, keyin tajriba ma’lumotlarini buzadi, natijada butun boshli ma’lumotlar kutubxonasi ifloslanib ketadi. Yaqinda Stenford olimlari shunday holat yuz bergan DNK ma’lumotlar bazasini o‘rganib chiqdi va u yerda millionlab begona ketma-ketliklar topildi. Olimlar aybni dangasa laborantlar yoki beparvo asbob-uskuna ishlab chiqaruvchilarga yuklashga harakat qildi, lekin keyinroq ayb butunlay boshqalarda ekani ma’lum bo‘ldi.

Bugungi kunda biolog o‘z tadqiqot obyektiga qo‘lini tekkizmasdan turib, ilmiy maqola nashr qilishi mumkin. Albatta, agar u haqidagi ma’lumotlar tegishli ma’lumotlar bazasida mavjud bo‘lsa. Bu har safar ishni zax laboratoriyada boshlashdan ko‘ra qulay, tez va arzonroq. To‘g‘ri, buning uchun boshqalarning ma’lumotlariga ishonish kerak bo‘ladi.

Ma’lumotlar bazasida to‘g‘ridan to‘g‘ri qalbakilashtirish juda kam uchraydi (biz, kimyogarlar bundan qanchalik azob chekishi haqida “Deplatformatsiya tuzilmalari” maqolasida aytib o‘tgandik). Bazaga ko‘pincha oddiy ifloslik tushib qoladi. Namuna va ma’lumotlar mavjud bo‘lsa ham, olingan manbaning o‘zi ifloslangan bo‘lishi mumkin. Bu haqida ushbu namunani o‘zi yig‘magan va uni qo‘lida ushlamagan tadqiqotchi kutilgan natijani qo‘lga kiritolmaganida yoki uning tajribasi hamkasblari tomonidan tasdiqlanmasagina bilib qoladi. Ba’zan esa u bexabar qolishi ham mumkin.

Bunday falokat darajasini o‘lchash uchun bir guruh Stenford olimlari iHART ma’lumotlar bazasi bilan tajriba o‘tkazdi. Unda autizm spektri buzilgan bolalar, shu bilan birga ularning aka-uka, opa-singil va ota-onalari – jami 4 569 kishining genomi jamlangan. Bunday ma’lumotlar bazasidan foydalanib, turli oilalardagi individual genlarning umumiy variantlarini yoki xarakterli mutatsiyalarni qidirib topish mumkin. Ammo qaysi genlar qayerda joylashganini bilish shart emasligi tufayli ketma-ketlik natijalaridan butun genomlar yig‘ilmaydi. Ma’lumotlar bo‘lakli ketma-ketliklar (ridlar) ko‘rinishida saqlanadi. Bu ma’lumotlar bazasidagi har bir kishiga taxminan bir milliard qisqa fragmentlar to‘g‘ri keladi deganidir.

Olimlar fragmentlar insonga tegishli bo‘lmagan parchalarni o‘z ichiga olgan yoki olmaganini aniqlash uchun ularni inson genomi ma’lumotlar etaloniga joylashtirdi. Mutaxassislar muvaffaqiyatsizlikka uchradi – har bir namunaga tegishli taxminan o‘n millionga yaqin rid etalonning hech bir bo‘limiga mos kelmadi.

Tajriba sxemasi: ma’lumotlar bazasi referens bilan taqqoslanadi. Mos kelmagan fragmentlar Kraken algoritmi orqali tekshiriladi. Algoritm ularni (o‘ngga) mikrobli DNK (ko‘k rangda), noma’lum DNK (qizil rangda) va jufti yo‘q, ammo insonga tegishli bo‘lgan bo‘laklarga ajratadi. Brianna Krisman va boshqalar / Scientific Reports, 2022-yil

Shundan keyin tadqiqotchilar bu notanish parchalarni kim tushirganini aniqlashga kirishdi va ularni turli mikroblarning genomlarida sinab ko‘rdi. Noma’lum bo‘laklarning taxminan to‘rtdan bir qismi ma’lum bo‘lgan DNK ketma-ketligining birortasiga o‘xshamas edi. Yana to‘qqiz foizi esa aksincha, bir vaqtning o‘zida bir nechta referenslarga mos keldi. Nimaga tegishli ekanidan qat’iy nazar, ularning taxminan uchdan bir qismi inson genomiga boshqalardan ko‘ra o‘xshashroq bo‘lib chiqdi, shuning uchun ular inson DNKsining noto‘g‘ri o‘qilgan (yoki singan) bo‘laklari sifatida tan olindi. Fragmentlarning yana 30 foizi virus, bakteriya va arxeya genomlariga o‘xshab ketardi.

Shunday qilib, har bir namunada bir necha million begona ketma-ketliklar topildi. Stenford olimlari ularni “kontamin” atamasi ostida birlashtirib, aybdorlarni qidira boshladi. Nega Nyu Yorkdagi “Ketma-ketlik” markazida olingan ma’lumotlarda juda ko‘p iflosliklar bor? Axir markazda standart jarayonlar tartibiga rioya qilinadi va umumiy qabul qilingan bayonnomalarga muvofiq ishlanadi…

Bu — begonalar…mi?

Albatta, kontaminlar ifloslanish – bakteriya va viruslar beparvolik hamda nazoratsizlik tufayli namunalarga kirishi natijasi ekani haqidagi xulosa eng oson yo‘l bo‘lar edi.

Bunday voqealar haqiqatan ham vaqti-vaqti bilan sodir bo‘lib turadi. Misol uchun, 2013-yilda Amerika va xitoylik yuqumli kasalliklar bo‘yicha bir guruh mutaxassislar gepatit bilan og‘rigan bemorlarda yangi virusni aniqladi. Barcha holatlarda gepatit seronegativ edi. Kasallik belgilari infeksiyaga o‘xshardi, ammo gepatit A, B, C, D va E viruslari uchun testlar salbiy chiqardi. Bemorlarning qonida topilgan barcha DNKlar ketma-ketligi aniqlangandan so‘ng olimlar namunalarning 70 foizida bir-biriga o‘xshash ketma-ketliklarni topdi. Bundan tashqari, ularning hech biri sog‘lom odamda topilmadi va hech qanday ma’lum virusga ham yaqin kelmadi. Notanish virus NIH-CQV, ya’ni tadqiqotchilar ishlagan muassasalar nomi bilan ataldi va garchi buni kasallikning sababi deb aytishdan ehtiyot bo‘lishsa-da, olimlar u gepatit bilan og‘rigan bemorlarda bekordan bekorga paydo bo‘lmasligini taxmin qildi.

NIH-CQV (qizil rang bilan belgilangan) va uning qardoshlari: virus parvovirus va sirkoviruslar o‘rtasida joylashgan, lekin ikkala guruhga ham tegishli emas. Baoyan Syu va boshqalar / Proceedings of National Academy of Sciences, 2013-yil

Keyingi yil boshqa olimlar NIH-CQV virusi mavjudligini, ammo bu gepatit bilan hech qanday aloqasi yo‘qligini tasdiqladi. Uning izlari bir kompaniyaning DNK olish uchun ishlatiladigan ustunlarida topilgan. Bular silikon oksidli filtr probirkalar bo‘lib, u o‘zida nuklein kislotalarni saqlaydi va uni boshqa turli moddalardan ajratib olish imkonini beradi. Ularda (lekin boshqa ishlab chiqaruvchilarning mahsulotlarida emas) biologlar NIH-CQV’ga tegishli DNK parchalarini hatto toza suvdan ham ajratib olishga muvaffaq bo‘ldi.

Bu virus aslida qayerdan kelib chiqqani haligacha ma’lum emas, faqatgina taxminlar bor. Uning qardoshi Tinch okeani qirg‘oq suvlaridagi ketma-ketliklardan topilgan. NIH-CQV aslida odamlarni emas, qobig‘idan ustunlar uchun kremniy oksidi ishlab chiqariladigan diatom suv o‘tlarini zararlashi taxmin qilingan.

Diatom suv oʻtlari. Ularga chiroyli geometrik shakllarni ikkita qopqoqdan iborat qobiq beradi. Pingping Chjang va boshqalar / International Journal of Legal Medicine, 2020-yil

Bu kabi aniqliklar keyin ham sodir bo‘ldi. Masalan, 2017-yilda olimlar ayrim turdagi o‘smalar bilan topiladigan bakteriyalar bemorlarning tanasida emas, balki ularning namunalari qayta ishlanadigan tadqiqot markazlarida yashashini aniqladi. Shu tufayli iHART ma’lumotlar bazasidagi insonga tegishli bo‘lmagan genomlar qoldig‘ini laboratoriya jihozlarining mikrobiomasi deb taxmin qilish mumkin (u ba’zan ingliz tilidagi “kit” so‘zidan kelib chiqqan holda “kitom” deb ham ataladi).

Ushbu taxminni tasdiqlash uchun iHART taniqli laboratoriya obyekti – lambda bakteriofagiga tegishli genom qismlarini topdi. Ushbu virusning DNKsi shunchalik yaxshi o‘rganilganki, u sekvenator (ketma-ketlikni aniqlashda ishlatiladigan uskuna)ni sozlash uchun standart bo‘lib xizmat qiladi. Shuning uchun, uning ketma-ketligi aniqlanayotgan namunalarga qanday kirib qolganini tasavvur qilish qiyin emas.

Kontaminomda bakteriyalar bilan zararlanish izlari ham topilgan edi. Ko‘rinishidan, ular ketma-ketlikni aniqlash uchun ishlatiladigan plastinalarga tushib qolgan. Bular teshikchalari bor planshetlar bo‘lib, ular ichiga turli xil namunalar solinadi va hammasi birgalikda sekvenatorga qo‘yiladi. Ba’zi bakteriyalar genomining qismlari bir xil plastinadagi namunalarda ko‘proq topilgan. Bir oila vakillarining namunalari bir vaqtning o‘zida olinishi va qayta ishlangani tufayli ular bir xil plastinkaga tushib qolishi dargumon. Bunday holatda ifloslanish sabablarini bartaraf qilmagan tadqiqotchi barcha oila a’zolarida bir xil bakteriyalarning izlarini topishi va bu bakteriyalarning autizmni meros qilib olish bilan bog‘liqligi haqida noto‘g‘ri xulosalar chiqarishi mumkin (mikroblarni esa ko‘pincha bu kasallikning rivojlanishida ayblashadi, bu haqda “Kim birinchi bo‘lib boshladi” maqolasida bilib olishingiz mumkin).

Turli plitalarda ma’lum bakteriyalar qanchalik tez-tez uchrashi (ya’ni ridlar soni) haqida grafik. Nuqtalar alohida namunalarni, ranglar ma’lum plitalarni ko‘rsatadi, kulrang to‘rtburchaklar bilan ko‘p miqdorda mikrob DNKsi topilmagan plitalardan olingan namunalar belgilangan. Brianna Krisman va boshqalar / Scientific Reports, 2022-yil

Maqolaning 2-qismini bu yerda o‘qing → sinaps.uz/maqola/13578

​​Muallif: Polina Loseva.Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Наследили тут. Поучительная история о том, как неизвестные паразиты испортили данные в генетической базе ” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: nplus1.ru