NGS (Next-Generation Sequencing) texnologiyasi hozirgi zamon bioinformatika va genetika sohasida yangi imkoniyatlar yaratib, genetik maʼlumotlarni tahlil qilishning samarali usuli sifatida tan olinmoqda. Bu texnologiya nafaqat yuqori tezlikda maʼlumotlarni yigʻish, balki ularni chuqur tahlil qilish imkoniyatini ham beradi. Uzoq qarindoshlik masalasini aniqlash, genetik tadqiqotlarda muhim oʻrin egallagan sohalardan biri boʻlib, u insonlar oʻrtasidagi biologik aloqalarni tushunishga imkon yaratadi.
Maqolaning maqsadi — NGS-texnologiyasining uzoq qarindoshlikni aniqlashdagi ahamiyatini yoritib berish va uning sud-ekspertiza tadqiqotlarida qoʻllanilishini tushuntirishdan iborat.
NGS-texnologiyasi: Asosiy tushunchalar va usullar
Sekvenirlashning yangi avlodi (NGS) — bu DNK yoki RNK ketma-ketligini aniqlash texnologiyasi boʻlib, u kasalliklar yoki boshqa biologik hodisalar bilan bogʻliq genetik oʻzgarishlarni oʻrganishda foydalaniladi. Bu metod 2005-yilda tijorat maqsadlarida foydalanish uchun taklif etilgan boʻlib, dastlab “ommaviy-parallel sekvenirlash” deb nomlangan, chunki u DNKning koʻplab zanjirlarini bir vaqtda sekvenirlash imkonini bergan. Bu esa kapillyar elektroforez (CE) yordamidagi anʼanaviy Senger usulidagi sekvenirlashdan farq qiladi, chunki unda har bir zanjir alohida sekvenirlanishi lozim edi.
NGSning tezligi, ishlab chiqaruvchanligi va aniqligi genetik tahlilda inqilob yaratib, uning genomik va klinik tadqiqotlar, reproduktiv salomatlik, shuningdek, atrof-muhit, qishloq xoʻjaligi va sud-ekspertiza fanlarida qoʻllanish imkoniyatlarini ochdi [4].
Asosiy bosqichlar:
- Namuna tayyorlash: DNK yoki RNK namunalarini ekstraksiya qilish va ularni sekvenirlashlashga tayyorlash, bibliotekalarni yaratish;
- Sekvenirlashlash jarayoni: Genetik maʼlumotlarni raqamli koʻrinishga keltirish;
- Maʼlumotlarni tahlil qilish: Bioinformatik dasturlar yordamida maʼlumotlarni inson uchun tushunarli tilga oʻgirish.
NGS orqali genom, ekzom va RNK-sekvenirlash maʼlumotlari olinadi, bu esa qarindoshlik darajasini aniqlashda katta ahamiyatga ega[1].
Qarindoshlik tushunchasi va genetik tadqiqotlar
Qarindoshlik masalalari tarixiy, yuridik va tibbiy sohalarda muhim ahamiyatga ega. Genetik tadqiqotlarda qarindoshlik darajasini aniqlash uchun turli usullar qoʻllaniladi. Odatda, qarindoshlikni aniqlashda quyidagi testlar ishlatiladi:
- Yaqin qarindoshlik uchun STR tahlili: Qisqa tandem qaytarilishlar (Short Tandem Repeats) asosida genetik oʻxshashliklarni tahlil qilish;
- Umumiy ajdodlarni aniqlash uchun SNP tahlili: Yakka nukleotid polimorfizmlari asosida genetik aloqalarni baholash.
Uzoq qarindoshlikni STR markerlari orqali aniqlashda bir qancha qiyinchiliklar koʻzatiladi. Misol uchun genetik maʼlumotlarning yetarli darajada boʻlmasligi. Yaʼni, uzoq qarindoshlarda 20-30 ta STR lokuslarini aniqlab, har doim ham yuqori aniqlikdagi qarindoshlik masalasini belgilash juda qiyin. Baʼzi xolatlarda, qarindoshlar oʻrtasidagi uxshash genlar noyob, yaʼni populyatsiyadagi uchrash chastotasi juda past boʻlgan xolatlarda bu yuqori koʻrsatgik berishi ham mumkin. Va aksincha, oʻrganilgan uxshash belgilar tekshirilayotgan populyatsiyada koʻp uchrasa, qarindoshlik darajasi juda pasayib ketadi. Bunday xolatlarda ekspert yanada koʻproq genetik taxlillar olib borib, Y-xromasoma, mitoxondrial, X-xromasoma taxlillarini ham oʻtkazishga majbur boʻladi. Shu bilan birga, uzoq qarindoshlikni aniqlashda maʼlumotlar bazasining cheklanganligi, yaʼni genetik belgilarning populyatsiyada uchrash chastotalarining yoʻqligi, STR yoki SNP maʼlumotlaridagi mutatsiyalar va rekombinatsiyalar tufayli tahlilning murakkabligi ortib boradi.
Biologik nuqtayi nazardan uzoq qarindoshlikning tushunchasi genetik gomologik aloqalarga asoslanadi, yaʼni umumiy ajdodlarni aniqlash uchun oʻxshashliklar izlanadi.
NGS-texnologiyasi asosida uzoq qarindoshlikni aniqlash
NGS texnologiyasi orqali qarindoshlik darajasini aniqlashda quyidagi usullar qoʻllaniladi:
- Genom darajasidagi oʻxshashliklarni tahlil qilish: Bir shaxsning genom maʼlumotlarini boshqasi bilan taqqoslash [2].
- SNP maʼlumotlaridan foydalanish: Umumiy genetik variantlarni hisoblash orqali qarindoshlikni baholash [1].
Maʼlumotlar vizualizatsiyasi uchun filogenetik daraxtlar va PCA (Principal Component Analysis) usullari qoʻllaniladi.
DNBSEQ-G99 uskunasi va uning oʻziga xosligi
Laboratoriyada 2024-yilning boshidan DNBSEQ-G99 (BGI-kompaniyasi) uskunasi amaliyot uchun joriy etilgan boʻlib, genetik sekvenirlashlash uchun ishlatiluvchi ushbu zamonaviy uskuna quyidagi xususiyatlarga ega:
- Yuqori tezlikda sekvenirlashlash: Birinchi natijalarni 12 soat ichida olish mumkin;
- Ikki mustaqil potok hujayrasi: Bir vaqtda ikki xil sekvenirlash jarayonlarini amalga oshirish imkoniyati;
- Avtomatlashtirilgan bioinformatik modul: Natijalarni tez tahlil qilish uchun uskunaning alohida serveri va dasturiy taʼminotlari mavjud[3].
DNBSEQ-G99 uskunasi kichik va oʻrta hajmdagi sekvenirlashlash ishlari uchun moslashtirilgan. Ushbu uskuna ishlov berish jarayonini soddalashtiradi va tezlikni oshiradi.
GISNP9K genetik toʻplami
Laboratoriya ekspert amaliyotida qoʻllash uchun GISNP9K (Forensic Genealogy Interpretation Kit) toʻplami harid qilingan boʻlib, bu uzoq qarindoshlikni aniqlash uchun maxsus ishlab chiqilgan genetik tahlil toʻplami hisoblanadi. U 9858 SNP lokusini bir vaqtda aniqlaydi va yuqori aniqlikdagi qarindoshlikni aniqlash imkonini beradi. Asosiy afzalliklari:
- Yuqori aniqlik: 1-3-daraja qarindoshlik uchun >100%, 4-daraja uchun >99%, 5-daraja uchun >98%;
- Iqtisodiy samaradorlik: maʼlumot hajmini qisqartirib, koʻp namuna bilan ishlash imkoniyatini beradi;
- Universallik: STR maʼlumotlari yetarli boʻlmagan hollarda ham ishlaydi.
GISNP9K va STR markerlari oʻrtasidagi farqlar
STR (Short Tandem Repeat) markerlari qarindoshlikni aniqlashda keng qoʻllaniladigan texnologiyalardan biridir. Lekin GISNP9K, STRga nisbatan bir qancha ustunliklarga ega:
| Xususiyatlari | STR markerlari | GISNP9K |
| Lokuslar soni | 20-30 lokus | 9858 SNP lokus |
| Aniqlik | Yaqin qarindoshlik uchun yuqori aniqlik | 1-3 daraja: >100%; 4 daraja: >99%; 5 daraja: >98% |
| Qiyin namuna tahlillari | Toʻliq va toza DNK talab qiladi | Kam toza va qisman buzilgan DNKda ham ishlaydi |
| Iqtisodiy samaradorlik | Cheklangan | Yuqori samarador |
GISNP9K nafaqat yuqori darajada aniqlikka ega, balki genetik maʼlumot yetarli boʻlmagan namuna bilan ham ishlash imkonini yaratadi. Bu uni jinoyat ishlari va oilaviy daraxt tahlillarida alohida ajratib turadi [2].
Xulosa
NGS texnologiyasi genetik tadqiqotlarda inqilobiy yangilik olib kirib, uzoq qarindoshlikni aniqlash masalalarini samarali hal etish imkonini bermoqda. Bu texnologiya yordamida genetik maʼlumotlarni chuqur tahlil qilish, ilmiy tadqiqotlarda aniqlikni oshirish va huquqiy hamda tibbiy masalalarni tezkorlik bilan yechish mumkin. DNBSEQ-G99 uskunasi asosida GISNP9K genetik toʻplami bilan bu jarayonlarni yanada tezlashtirib, tadqiqotlarning natijadorligi oshirildi. Ushbu imkoniyatlar nafaqat sud ekspertiza sohasida, balki antropologiya va tarix kabi sohalarda ham katta ahamiyatga ega. Qarindoshlikni aniqlashdagi yangi texnologiyalar kelajakda yanada katta yutuqlar uchun zamin yaratadi.
Adabiyotlar roʻyxati
- 9K Genealogy Product Introduction.
- GISNP9K Forensic Genealogy Interpretation Kit Flyer.
- DNBSEQ-G99 Product Brochure.
- https://www.thermofisher.com/ie/en/home/life-science/sequencing/sequencing-learning-center/next-generation-sequencing-information/ngs-basics/what-is-next-generation-sequencing.html
Normatov Asilbek Ermuxammadovich
Oʻzbekiston respublikasi Adliya vazirligi huzuridagi X.Sulaymonova nomidagi Respublika sud ekspertiza markazi
e-mail: normatov_dna@bk.ru