ژنتیکی بارکد می تواند اطمینان حاصل شود معتبر DNA اثر انگشت

مهندسین در دانشگاه دوک و دانشگاه نیویورک را Tandon دانشکده فنی و مهندسی نشان داده اند یک روش برای تضمین این که به طور فزاینده ای محبوب از روش های ژنتیکی شناسایی به نام “انگشت نگاری DNA” باقی می ماند امن در برابر اشتباهات غیر عمدی و یا حملات مخرب در این زمینه است.

این روش متکی بر معرفی ژنتیکی “بارکد” برای نمونه DNA به عنوان آنها در حال جمع آوری و ایمن ارسال اطلاعات مهم به شناسایی این بارکد به تکنسین در آزمایشگاه. این سیستم را نشان می دهد یکی از راه های تضمین می کنند که یک نمونه گرفته شده در زمینه حمل و نقل به یک آزمایشگاه و فرآوری شده ژنتیکی برای شناسایی واقعی است.

نتایج به نظر می رسد آنلاین در 14 ماه مه در مجله IEEE Transactions اطلاعات در پزشکی قانونی و امنیتی.

“اگر شما در مورد فکر می کنم معمولی تکنیک های رمزنگاری مانند امنیتی برای گوشی های هوشمند وجود دارد معمولا یک رمز عبور است که تنها یک نفر می داند گفت:” محمد ابراهیم یک سیستم-روی-چیپ طراحی مهندس در شرکت اینتل و اخیر دوک مهندسی برق و کامپیوتر کارشناسی ارشد و دکترای. “ایده ما این است که برای تزریق غیر مضر مواد به نمونه های ژنتیکی بلافاصله زمانی که آنها جمع آوری شده در این زمینه است که عمل به عنوان یک رمز عبور مشابه. این اطمینان حاصل شود که نمونه ها معتبر هستند زمانی که آنها رسیدن به مرحله پردازش.”

انگشت نگاری DNA روش شناسایی یک فرد خاص ارگانیسم و یا بیماری بر اساس تنها مقدار کمی از مواد ژنتیکی است. در حالی که حدود 99.9 درصد از DNA بین دو نامربوط انسان همان است که هنوز هم برگ حدود سه میلیون جفت است که متفاوت است. و در آن به طور بالقوه شناسایی مجموعه برخی از بخش های کوتاه از توالی DNA هستند احتمال بیشتری نسبت به دیگران متفاوت در ترکیب از فرد به فرد.

به جای توالی یک فرد کل ژنوم که هنوز هم هزینه بیش از $1,000 پاپ دانشمندان می تواند هدف یک تعداد انگشت شماری از این کوتاه دنباله برای شناسایی. در انگشت نگاری DNA از روشی به نام روش واکنش زنجيرهای پليمراز (PCR) تکثیر ژنتیکی توالی در این سایت بارها و بارها به طوری که آنها می تواند به راحتی به عنوان خوانده شده. بر اساس ترکیبات خاص اسیدهای نوکلئیک در این سایت نمونه های ژنتیکی را می توان به منابع خود را. در حالی که این ممکن است به نظر می رسد مانند داده از صدها نفر از این سایت ها مورد نیاز خواهد بود را قطعی مطابقت آنها خیلی متفاوت است از فرد به فرد که اداره فدرال تحقیقات در حال حاضر توصیه می کند که تنها 13 ضروری است.

به عنوان محبوبیت از این تکنیک PCR فن آوری زمینه ای آن را افزایش می دهد چند شرکت در یک مسابقه برای ساده کردن این فرآیند و ایجاد راه حل ارزان تر. و به عنوان این دستگاه کوچکتر پیچیده تر و بیشتر خودکار, آن ممکن است به ایجاد فرصت های بیشتر برای حمله به این روند است. مطالعات اخیر نشان می دهد که این فرصت افزایش بی سابقه نگرانی های امنیتی ایجاد یک دسته کاملا جدید از نقاط ضعف احتمالی است که لقب “cyberbiosecurity تهدید.”

“محققان از شناسایی یک آرایه متنوع از cyberbiosecurity تهدیدات بیش از چند سال گذشته گفت:” Krishnendu Chakrabarty جان بدسم نوجوان استاد برجسته مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه دوک. “هدف اصلی ما این است برای تبدیل شدن به یک بخشی از جامعه در تلاش برای رسیدگی به این تهدیدات با تمرکز بر یکی از آسیب پذیرترین دوره های زمانی است که قبل از یک نمونه حتی می شود به آزمایشگاه.”

در مقاله Chakrabarty, ابراهیم, Tung-Che لیانگ یک زمان دانشجوی دکترا در Chakrabarty آزمایشگاه رامش Karri استاد مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه نیویورک Tandon و کریستین اسکات کمکی استادیار ژنتیک مولکولی و میکروبیولوژی در دانشگاه دوک نشان دادن سودمندی ژنتیکی بارکد برای اطمینان از نمونه های گرفته شده در این زمینه هستند و نه جابجا و یا در غیر این صورت با دستکاری در راه خود را به آزمایشگاه.

با تکیه بر ژنتیک PCR تخصص اسکات و کار در خارج از آزمایشگاه محققان برای اولین بار اضافه شده دو امتداد از DNA مصنوعی به نمونه های ژنتیکی محدود برای انگشت نگاری DNA. چرا که آنها مصنوعی هستند, آنها را می توان تقریبا در هر ترکیبی از این چهار موجود DNA جفت قابل تصور است. و در 280 و 190 جفت هر یک شانس را به درستی حدس زدن ترکیب ژنتیکی است vanishingly کوچک است.

“ما تجزیه و تحلیل شرایط دشمن نیاز به راضی به تضعیف سیستم بارکد” گفت: Karri که از بنیانگذاران و روسای دانشگاه نیویورک و مرکز امنیت سایبر. “این شرایط مربوط به ویژگی های فیزیکی مولکولی بارکد. با ارتباط این شرایط بازگشت به چگونه بارکد تولید می شود و وسعت فضای جستجو ما نشان می دهد که احتمال این که دشمن می تواند کشف بارکد negligibly کم است.”

در ضمن آغازگر نیاز به تقویت هر بارکد فرستاده شده و ایمن به تکنسین در آزمایشگاه. برای PCR ماشین به بارها و بارها کپی کردن یک قطعه خاص از DNA آن اول باید بدانید که چگونه است که دنباله ای شروع می شود و به پایان می رسد. آغازگر ارائه اطلاعات است و بدون آن یک مهاجم خواهد هیچ شانسی برای تقویت صحیح بارکد.

هنگامی که تکنسین های پایان اولیه PCR اجرا با نمونه و آغازگر ارائه دو بارکد به نظر می رسد به عنوان قله و یا خطوط در نتیجه اطلاعات ژنتیکی بسته به روش مورد استفاده برای شناسایی آنها. مطمئن شوید که نمونه های معتبر و با دستکاری های تکنسین ها باید مطمئن شوید که این دو بارکد به نظر می رسد به عنوان انتظار می رود.

“هنگامی که حق آغازگر استفاده می شود برای باز کردن یک بارکد شما باید به یک نتیجه مثبت” گفت: ابراهیم. “اگر شما نمی, پس از آن که بدان معنی است که نمونه واقعی است. نوعی از تعویض و یا تغییر رخ داده است.”

در حالی که این سیستم در حال حاضر متکی بر اطلاعات در حال انتقال ایمن به آزمایشگاه محققان می گویند راه وجود دارد که این بارکد ژنتیکی می تواند کارآمد به فن آوری است. به عنوان مثال بارکد می تواند ارتباط در برخی از راه به نمونه های در حال ارسال و تکنسین می تواند نگاه کردن صحیح آغازگر به استفاده از یک پایگاه داده. با سخت افزار مناسب این ایده همچنین می تواند امکان پذیر بود ترجمه شده به تراشه های در حال اجرا تجزیه و تحلیل DNA خود را.

“این کار یک مثال عالی از چندین رشته با هم به توسعه راه حل های جدید موجود در دنیای واقعی مشکلات گفت:” اسکات.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.rushrtco.detny.im