علم الجينوم بتقنية DNAPrint

كانت شركة DNAPrint Genomics شركة متخصصة في علم الوراثة، ولديها مجموعة واسعة من المنتجات المتعلقة بالتحليل الجيني. وكانت أول شركة تُقدم منتجات علم الجينوم الجنائي والاستهلاكي، والتي طُوّرت فور نشر المسودة الكاملة الأولى للجينوم البشري في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وقد بحثت الشركة وطورت وسوّقت أول منتج لعلم الجينوم الاستهلاكي، والذي يعتمد على "مؤشرات معلومات الأصل" التي استخدمتها لتحديد الأصل الجغرافي الحيوي (BGA) للإنسان بدقة بناءً على عينة من حمضه النووي. كما بحثت الشركة وطورت وسوّقت أول منتج لعلم الجينوم الجنائي - DNAWITNESS - والذي استُخدم لإنشاء ملف تعريف جسدي للمتبرعين بالحمض النووي من مسرح الجريمة. وبلغت إيرادات الشركة ذروتها عند حوالي 3 ملايين دولار أمريكي سنويًا، لكنها توقفت عن العمل في فبراير 2009. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

كان المنتج الرئيسي لشركة DNAPrint Genomics هو "AncestryByDNA"، وهو اختبار الحمض النووي الذي يُحدد نسبة أصول العميل بناءً على مؤشرات المعلومات الوراثية (تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة) في حمضه النووي. وقد مثّل AncestryByDNA منتجًا تاريخيًا، إذ كان أول منتج جينومي للمستهلكين يُطوّر ويُسوّق في الولايات المتحدة، وربما في العالم أجمع. وقد سُوّق كأداة للبحث الشخصي في علم الأنساب، وللأشخاص المتبنين الراغبين في معرفة المزيد عن أنسابهم. ^{[ 3 ]}

كان منتج "DNAWitness" من شركة DNAPrint الأكثر إثارة للجدل، وهو منتج يستخدم نفس المؤشرات الجينية للأصل لأغراض الطب الشرعي، بالإضافة إلى تعدد الأشكال في جين OCA2 البشري وغيره من الجينات لاستنتاج معلومات حول لون القزحية (العين) والشعر والبشرة. وكانت DNAPrint أول من بحث ونشر الروابط بين تعدد أشكال جين OCA2 ولون العين البشرية، ومن خلال دمج هذه الروابط مع نفس المؤشرات الجينية للأصل المستخدمة في اختبارات BGA الاستهلاكية لتحليل أدلة الحمض النووي من مسرح الجريمة، تمكنت DNAPrint Genomics من المساعدة في تضييق نطاق المشتبه بهم بناءً على بناء ملف تعريف للسمات الجسدية أو النمط الظاهري "مُصمم حاسوبيًا ومُعتمد على قاعدة بيانات". ^{[ 4 ] [ 5 ]}

في عام 2006، أعلنت شرطة سكوتلاند يارد وشرطة العاصمة بلندن أنهما ستجريان تحقيقًا في استخدام برنامج DNAWitness لتضييق نطاق المشتبه بهم في البحث عن مجرم مغتصب متسلسل يُعرف باسم مغتصب مينستيد ، في إطار جهد طويل الأمد للقبض عليه . ^{[ 6 ]}

استُخدم برنامج DNAWitness عام 2007 للمساعدة في تضييق نطاق المشتبه بهم في التحقيق في جريمة قتل بام كينامور عام 2002. ورغم أن الشرطة كانت تبحث في البداية عن مشتبه بهم بيض بناءً على شهادة شاهد عيان، فقد تعاقدت لاحقًا مع شركة DNAPrint Genomics لتحليل عينة الحمض النووي، وخلصت إلى أن المشتبه به ينحدر من أصول أفريقية كبيرة. ^{[ 7 ]} حوّل المحققون مسار تحقيقاتهم للتركيز على الأفراد الذين تنطبق عليهم هذه المواصفات، وبعد ذلك بوقت قصير تمكنوا من تحديد هوية ديريك تود لي ، الذي أُدين لاحقًا بارتكاب الجريمة بالإضافة إلى سلسلة من جرائم القتل المماثلة في منطقة باتون روج بولاية لويزيانا. وقد غطت صحيفة نيويورك تايمز ومجلة وايرد ومجلة العلوم الشعبية ومجلة يو إس نيوز آند وورلد ريبورت وصحيفة ساراسوتا هيرالد تريبيون وبرامج الأخبار المسائية على ABC وCBS وبرامج الأخبار الأسترالية والألمانية وحلقة من برنامج Forensic Files بعنوان "Tight Fitting Genes" ^{[ 8 ]} باعتباره سابقة تاريخية.

منذ قضية لي، تم استخدام المنتج في عشرات قضايا القتل المتسلسل الأخرى بنتائج ناجحة.

ابتكر الدكتور توني فروداكيس خدمة AncestrybyDNA عام 2002 من خلال شركة DNAPrint Genomics. تُعدّ AncestrybyDNA خدمةً إلكترونيةً لاختبار الحمض النووي (DNA) مُتاحةً للجميع، حيث تُحدّد الأصل الجغرافي الحيوي للفرد من خلال اختبار الحمض النووي الجسدي (autosomal DNA). ^{[ 9 ]} يعتمد اختبار الحمض النووي على معلومات الحمض النووي لتحديد أصل الشخص بدقة حتى حوالي عشرة أجيال. بعد ذلك، تصبح كمية الحمض النووي المشترك ضئيلةً للغاية، مما يُصعّب عملية التحديد. ^{[ 10 ]} يُعدّ اختبار الحمض النووي الجسدي نوعًا مُحددًا من الاختبارات الجينية، حيث يتمّ من خلال فحص مجموعة فرعية من مناطق الحمض النووي في الكروموسومات الجسدية (الكروموسومات غير الجنسية) التي تُشكّل الغالبية العظمى من الجينوم. تفحص معظم اختبارات الحمض النووي الجسدي حوالي مليون علامة وراثية لجمع معلومات حول أصل مُتبرّع الحمض النووي وصلة القرابة. العلامات الوراثية هي جينات أو تسلسلات حمض نووي معروفة الموقع على الكروموسوم. تميل المؤشرات الجينية والجينات المتقاربة على الكروموسوم إلى التوارث معًا؛ لذا، يمكن للمؤشرات الجينية أن تساعد في تحديد جين مجاور. تشمل المؤشرات الجينية لدى البشر تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة ( SNPs )، وتعدد أطوال قطع التقييد ( RFLPs )، وعدد التكرارات المترادفة المتغيرة (VNTRs )، والميكروساتلايت ، وتغيرات عدد النسخ ( CNVs ). ^{[ 11 ]}  نظرًا لمواقعها المعروفة، يمكن استخدام هذه المؤشرات لتحديد الأفراد أو الأنواع، وكذلك لتحديد القرابة بين الأنواع. عادةً ما تُعتبر هذه المؤشرات "تغيرات قابلة للملاحظة" نظرًا لإمكانية تحديد مواقع هذه التغيرات على الحمض النووي. ^{[ 12 ]}

تُستخدم اختبارات الحمض النووي الجسدي، مثل اختبار AncestrybyDNA، لتحديد الأشخاص الذين يتشارك معهم المتبرع بالحمض النووي أسلافًا. تتضمن هذه العملية تحديد أجزاء كبيرة مشتركة من الحمض النووي بين الأفراد. تُشير هذه "الأجزاء المشتركة " إلى نوع من الوراثة المشتركة الحديثة نسبيًا. ^{[ 10 ]} من النادر أن يُحفظ جزء من الحمض النووي لدى فردين من سلف مشترك عاش لأكثر من عشرة أجيال (حوالي 300 عام) في الماضي. بعد عشرة أجيال، تصبح نسبة الأسلاف الذين ساهموا بشكل مباشر في الحمض النووي قيد الاختبار ضئيلة للغاية بسبب أحداث العبور الجيني والعشوائية المتأصلة في عملية نقل الحمض النووي من الآباء إلى الأبناء. ^{[ 10 ]} في حين أن أجزاء الحمض النووي المشتركة تُعد مؤشرات قوية على القرابة، إلا أن تحديد العمر الدقيق لأسلاف مانح الحمض النووي بعد أربعة أجيال أمر صعب. ^{[ 10 ]} إضافةً إلى ذلك، لا توجد طريقة قاطعة لتحديد العلاقة الدقيقة بين مانح الحمض النووي والسلف المُفترض. ^{[ 10 ]} على الرغم من أن اختبار الحمض النووي غالبًا ما يكون تقريبًا جيدًا للقرابة بالأسلاف الأقدم، إلا أنه ليس قاطعًا.

يُعد كل من AncestrybyDNA وDNAPrint Genomics جزءًا من نقاش أوسع حول الأساس الجيني للعرق. وعلى وجه الخصوص، فقد ثبت أن تقديم المعلومات للمستهلك العادي على شكل نسب مئوية للخلفية العرقية مُضلل إلى حد ما. تقدم العديد من الشركات خدمات اختبار جيني مماثلة لـ AncestrybyDNA، مثل CRI Genetics و AncestryDNA (لا ينبغي الخلط بينها وبين AncestrybyDNA) و 23andMe . ^{[ 13 ]} تُقدم كل شركة من هذه الشركات نتائج جينية متفاوتة على شكل نسب مئوية. ويعود ذلك لعدة أسباب. أولًا، تستخدم كل شركة قواعد بيانات جينية مختلفة للمقارنة الجينية. ^{[ 10 ]} ثانيًا، تُصنف عينات الحمض النووي المستخدمة في قواعد البيانات بطرق مختلفة. ^{[ 10 ]} أخيرًا، تستخدم كل شركة خوارزميات فريدة لتقدير الوقت ودرجة القرابة التقريبية بين مُتبرع الحمض النووي وأسلافه. ^{[ 10 ]}   يُشير تحديد التركيب العرقي للحمض النووي لمُتبرع الحمض النووي إلى وجود انقسامات واضحة بين المجموعات البشرية. ^{[ 14 ]} باختصار، أنماط القرابة هي تقديرات مرنة. والافتراض بأن تصنيف الناس سهل هو افتراض غير دقيق.

بغض النظر عن مشكلة النسبة المئوية، فإن عمليات الاختبارات الجينية مثل AncestrybyDNA - وخاصة في سياق الكشف عن الأصل العرقي - مرتبطة بترسيخ خرافة العرق . كما ذكر المعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري،

العرق مفهوم مرن يُستخدم لتصنيف الناس وفقًا لعوامل مختلفة، منها الأصل والهوية الاجتماعية. كما يُستخدم لتصنيف الأشخاص الذين يتشاركون مجموعة من الخصائص الظاهرة، مثل لون البشرة وملامح الوجه. ورغم أن هذه السمات الظاهرة تتأثر بالجينات، فإن الغالبية العظمى من التباين الجيني موجودة داخل المجموعات العرقية وليس بينها. العرق أيديولوجية، ولهذا السبب، يعتقد العديد من العلماء أنه ينبغي وصف العرق بدقة أكبر بأنه بناء اجتماعي وليس بيولوجيًا. ^{[ 15 ]} وخلاصة القول، فقد ثبت مرارًا وتكرارًا أن العرق بناء اجتماعي وليس حقيقة بيولوجية. ^{[ 14 ]}

في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية، وتحت قيادة مؤسسها ورئيسها التنفيذي آنذاك، الدكتور توني ن. فروداكيس، أسست شركة DNAPrint سوقًا ناشئة لعلم الوراثة/الجينوم الاستهلاكي والنمط الظاهري الجنائي. وفي منتصف العقد الثاني من الألفية الثانية، انتقد العديد من الصحفيين والأكاديميين بشدة تطبيق DNAPrint لأبحاث الجينوم لأغراض استهلاكية وجنائية، ولكن بحلول أوائل العقد الثاني من الألفية الثانية، أصبحت تطبيقات علم الطب الشرعي لتحليل الاختلاط الجيني الجغرافي الحيوي (BGA) لاستنتاج النسب الجغرافي الحيوي وبعض الأنماط الظاهرية الأنثروبومترية مثل لون البشرة ولون العينين والشعر، راسخة، وبحلول عام 2019، نما سوق هذه الأنواع من المنتجات إلى أكثر من 500 مليون دولار سنويًا. اعتبارًا من عام 2019، طرحت شركاتٌ عديدةٌ في مجال الرحلان الكهربائي الشعيري (مثل شركة Applied Biosystems) ومنصات التسلسل الجيني من الجيل التالي، بالإضافة إلى المواد الاستهلاكية، منتجاتٍ لتحديد الهوية البشرية تجمع بين مجموعات علامات التنميط الجيني التقليدية (المؤهلة لنظام CODIS) وعلامات التنميط الجيني الفريدة القائمة على تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNP) لاستنتاج النمط الظاهري والجينوم البشري (مثل ForenSeq من شركة Verogen التابعة لشركة Illumina). كما ظهرت مختبراتٌ خاصةٌ وعامةٌ عديدةٌ لتقديم خدمات التنميط الظاهري الجنائي (مثل Parabon Nanolabs).

في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كتب فروداكيس كتاباً مرجعياً أساسياً يُعرّف بتطبيق لوحات المؤشرات المشتقة من الجينوم في مجال الطب الشرعي وسوق المستهلكين. ^{[ 16 ]}

في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية، وقبل أن تُطوّر شركة DNAPrint أسواقها الجديدة بشكل كامل، قام صندوق التحوّط الداعم لها بتصفية الشركة وبيع ملكيتها الفكرية وخبراتها الفنية لشركة DNA Diagnostics Company (DDC). وقبل تصفية الشركة مباشرةً، أطلقت شركات أخرى منتجات مماثلة في سوق علم الأنساب الجينومي للمستهلكين (مثل 23andMe وAncestry.com). وبحلول عام 2018، وسّعت هذه الشركات نطاق هذا العلم بشكل ملحوظ، فأنشأت قواعد بيانات جينومية أكبر حجمًا، ومكّنت من استخلاص استنتاجات أدق، بل وحتى استنتاجات جديدة كليًا. فعلى سبيل المثال، في مجال الطب الشرعي، تم حلّ أكثر من 70 قضية قتل متسلسل (بما في ذلك قضية قاتل الولاية الذهبية) بفضل نتائج علم الأنساب الجيني التي أتاحتها أنواع قواعد بيانات علم الجينوم للمستهلكين التي كانت DNAPrint أول من طرحها. وفي هذه الحالات، يتم تحديد الأقارب المحتملين للأفراد الذين تبرعوا بالحمض النووي في مسرح الجريمة. بفضل علم الأنساب الاستهلاكي، أصبح من الممكن الآن تحديد أفراد الأسرة وإعادة ربطهم من خلال مطابقة قواعد البيانات، ويمكن للعملاء الآن تحديد حتى الأصول العائلية داخل القارات والمناطق باستخدام أنواع قواعد بيانات علم الجينوم الاستهلاكي التي كانت DNAPrint أول من قدمها.

• الصفحة الرئيسية الرسمية
• اختبار جديد للحمض النووي يمكنه تحديد عرق المشتبه به