المهوسون التنميط الجيني: تجربة علم الوراثة الميدانية

كان لدينا أربعة أجهزة طرد مركزي ، ألف ماصة باستور ، مجموعات من الكواشف ، ناقص عشرين فريزر ، جهاز تدوير حراري ، غرف و transilluminator ، والتي يتم تشغيلها فقط إذا ضغطت. الشيء الوحيد الذي أثار الشكوك هو كيف سنقوم بإجراء تفاعل البلمرة التسلسلي في الميدان ، لكننا كنا نعلم أننا سنجرب هذا عاجلاً أم آجلاً.

لقد فعلنا ذلك لأول مرة في موسكو GikPiknik في 13-14 يونيو في حديقة Krasnaya Presnya. أنشأنا طاولات ، وزرعنا متطوعين ، وجل أجاروز ملحوم في ميكروويف من مكتبنا (حصلنا على قوالب جميلة من الرحلان الكهربائي ، وشفافة كدموع طفل) وبدأنا في التنميط الجيني. أردت أن أظهر للجميع أن علم الوراثة ممتع!



فريق أطلسفعل التنميط الجيني لـ DRD4 ، جين مستقبل الدوبامين المعروف باسم هرمون المتعة. الجين DRD4 مسؤول عن جعل خلايا الدماغ "تشعر" بوجود الدوبامين. تتكون نهاية هذا الجين من خلال تكرار المواقع. يمكن أن يكون عدد التكرارات مختلفًا - من 2 إلى 11. سيتم ترقيم الأليلات: 2R ، 4R ، 7R ، وما إلى ذلك. اعتمادًا على عدد التكرارات في الجين ، سيستجيب البروتين للدوبامين أكثر أو أقل. هذا يؤثر على شدة الشعور بالمتعة من الأحداث أو الطعام ، ونتيجة لذلك ، مستوى الإثارة للشخص. يحتاج الأشخاص الذين يعانون من تكرار سبعة أضعاف (تعدد الأشكال 7R) إلى مزيد من الدوبامين لتحقيق الرضا ، ومن غير المحتمل أن يكون لديهم ما يكفي من الحلويات أو ما يشبه الملذات البسيطة. غالبًا ما يضطرون للسفر لهذا الغرض ،الانخراط في الرياضات الخطرة - لا يجلسون ساكنين. هذا ما تؤكدهالدراسات التي حددت العلاقة بين أليل 7R ومسافة هجرة كبار السن من أفريقيا إلى أوراسيا.

لتحديد تعدد الأشكال ، كان من الضروري عزل الحمض النووي ، وإجراء تفاعل سلسلة بوليميراز (PCR) ، وتشغيل نتائجه على الرحلان الكهربائي: ترتيب أجزاء الجين DRD4 في هلام الاغاروز. لكن أول الأشياء أولاً.
في مرحلة استخراج الحمض النووي من اللعاب ، يمكن للجميع المشاركة. أولاً ، كان عليك عمل كشط داخل الخد باستخدام قطعة قطن ثم شطفه في أنبوب اختبار بالماء.
ثم قمنا بتدوير الأنبوب في جهاز طرد مركزي ، وتحت تأثير قوة الطرد المركزي ، استقرت الخلايا الظهارية وشكلت راسبًا. نسكب الماء ، ونضيف عازل تحلل (منظف) إلى أنبوب الاختبار لتدمير جدران الخلايا وتسخينه في حمام مائي.

ونتيجة لذلك ، بدلاً من الخلايا الكاملة ، يظهر عصير في أنبوب اختبار ، مثل الخلاط: بقايا الأغشية ، السيتوبلازم مع البروتينات المذابة فيه ، العضيات الخلوية والحمض النووي. نقوم بإزالته في ثلاث خطوات.
المرحلة الأولى مبنية على القطبية. تنقسم جميع الجزيئات إلى مجموعتين - قطبية (أي شحنة) وغير قطبية (بدون أي شحنات على السطح). الجزيئات القطبية مثل المذيبات القطبية (كما يذوب الملح في الماء) ، والجزيئات غير القطبية تذوب فقط في السوائل غير القطبية (الزيوت الأساسية - في الكحول).



لذلك ، نضيف كلوروفورم مذيب غير قطبي إلى أنبوب الاختبار (لا يذوب الحمض النووي فيه ، وأغشية الخلايا - نعم) ونرسله إلى جهاز الطرد المركزي.
ونتيجة لذلك ، نحصل على حل من مرحلتين: الماء مع غشاء DNA في الأعلى والكلوروفورم الذي غرق في القاع. من الضروري رسم الجزء المائي بعناية باستخدام DNA مع ماصة Pasteur ونقله إلى أنبوب آخر وصب الكلوروفورم. على شرف المهوسين ، نقول أنه حتى الشباب الأصغر سافروا للقيام بهذه العملية في المجوهرات.
ثم أضفنا محلول رواسب لغسل الحمض النووي مرة أخرى من المنظفات.
الحمض النووي هو جسيم مشحون ، لذلك أضفنا محلولًا ملحًا بقوة أيونية عالية لترسبه. (في مرحلة ما ، انتهى الأمر بنا ، كان علي أن أركض إلى صالة الطعام ، وأتناول ملح الطعام العادي وأقوم بتربية ذلك). نحو النهاية - العلاج بالصدمة: أضف الإيثانول الجليدي بنسبة 96٪. عشر دقائق في الفريزر ، عشرة آلاف دائرة في جهاز الطرد المركزي - ويمكننا رؤية الحمض النووي في الجزء السفلي من الأنبوب.
نقوم بتصريف السائل ، ويترسب الراسب نفسه في الماء منزوع الأيونات. هذه المياه لا تعطل عمل الإنزيمات المستخدمة في علم الأحياء الجزيئي ، لذلك يمكن استخدامها في تفاعل البوليميراز المتسلسل.

حدث كل شيء آخر في خيمة المختبر (اقرأ - في الحقل المفتوح).



باستخدام PCR ، حصلنا على العديد من النسخ من الموقع في نهاية جيناتنا.
حدد اثنان من البادئات بداية ونهاية تكرار DRD4. قاموا بقصها ونسخها عدة مرات باستخدام إنزيم البلمرة ، الذي يعيد إنتاج تسلسل النوكليوتيدات في الصورة وشبه المقطع الجيني الموجود أصلاً. هذه العملية تسمى التضخيم. حدث كل هذا تلقائيًا في مضخم خاص.

لتحديد تعدد الأشكال ، أجرينا الرحلان الكهربائي - الأجناس التي تحدثنا عنها بالفعل. قطرت عالمة الأحياء الجزيئية الخبيرة لدينا Vera Bashmakova عينات تم الحصول عليها بعد تفاعل البوليميراز المتسلسل في آبار جل الاغاروز.



ثم تم تمرير تيار كهربائي من خلال الهلام. تحركت جزيئات الدنا المشحونة في مجال كهربائي ، وتعتمد سرعة حركتها على عدد التكرارات في الجين: كلما زاد عدد الجينات ، كلما كان طول الدنا أبطأ. أضفنا حلًا خاصًا للهلام ، والذي سلط الضوء على الحمض النووي إذا تعرض الهلام للضوء فوق البنفسجي على transilluminator. تم قياس المسافة باستخدام مؤشر الوزن الجزيئي - وفويلا ، حددت أليل 7R "البطيء" المغامر.



استغرق التحليل بأكمله حوالي ساعتين (باستثناء عملية استخراج الحمض النووي).

في يومين فقط من النزهة ، اجتاز 150 شخصًا التنميط الجيني ، 13٪ منهم كانوا من المغامرين الوراثيين. في الوقت نفسه ، في المتوسط ​​بالنسبة للسكان الروس ، تم العثور على البديل 7R في 5 ٪ فقط من الناس . اتضح أن تركيز المغامرين الوراثيين في HikPiknik زاد.

بالمناسبة ، تم نقل أحد المغامرين يوم السبت بعيدًا عن طريق علم الوراثة الميدانية لدرجة أنه جاء إلينا يوم الأحد كمتطوع.

UPD : وفي سانت بطرسبرغ ، كان تركيز المغامرين الوراثيين أقل: 2.5٪ فقط.
في المجموع ، في عطلة نهاية الأسبوع الثانية من Gikpiknik في سان بطرسبرج ، قمنا بإعداد 160 شخصًا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar380615/