روسيا.. تطوير خوارزمية التحليل السريع للحمض النووي للبكتيريا

طور العلماء في جامعة الميكانيكا والبصريات الدقيقة من بطرسبورغ خوارزمية تتيح تحليل الحمض النووي للبكتيريا بشكل أسرع وأكثر فعالية.

جاء ذلك في بيان صادر عن مكتب الصحافة بالجامعة.

وأوضح البيان:" إن جامعة الميكانيكا والبصريات الدقيقة كشفت عن خوارزمية أطلقت عليها Strainy تسمح بفرز متغيرات موجودة في الحمض النووي للبكتيريا داخل الميكروبيوم بدقة عالية، وتقسيم السلالات ذات الصلة الوثيقة. وبفضل هذا التطوير، سيتمكن العلماء من تحديد مستوى القدرة على التسبب في الأمراض ومقاومة المضادات الحيوية في مجتمعات بكتيرية معينة بشكل أسرع، بالإضافة إلى معرفة المزيد من المعلومات عن تطورها".

وأعاد البيان إلى الأذهان أن الميكروبيوم هو تجمع لمئات الكائنات الدقيقة التي تعيش في بيئة واحدة. وكل كائن دقيق يؤثر على الإنسان والبيئة بشكل مختلف، فقد يكون ضارا أو مفيدا. ولتحديد هذه الخصائص، يقوم العلماء "بتجميع" سلاسل الجينات للمجتمعات البكتيرية، وهو ما يُعرف باسم الميتاجينوم. وبإمكان الخوارزميات التي تستخدم في الوقت الراهن القيام بذلك، لكنها لا تعكس إلا بيانات متوسطة عن الكائنات، مما يجعل من الصعب عزل سلالات محددة داخل المجتمعات وتحديد خصائصها الفريدة.

وطور علماء الجامعة خوارزمية لتجميع سلاسل جينات الميكروبيوم على مستوى السلالات، حيث تعكس معظم الطفرات في الحمض النووي للكائنات الدقيقة. وتتفاعل الخوارزمية مع بيانات الميتاجينوم على مرحلتين:

وفي المرحلة الأولى، تقوم بتجميع البيانات، ومقارنة أجزاء الحمض النووي مع الجينوم المرجعي، وإذا وجدت اختلافات في جزء معين، تضيف متغيرا جديدا إلى السلسلة الموجودة. وبهذه الطريقة، يتم "تسجيل" معلومات عن جميع طفرات البكتيريا تقريبا في الجينوم.

وفي المرحلة الثانية، تعيد الخوارزمية تجميع الميتاجينوم الأصلي، مع مراعاة جميع المتغيرات المكتشفة بالنسبة للجينوم المرجعي.

وأشار مكتب الصحافة إلى أن "البيانات التي تم الحصول عليها لا يمكن استخدامها لتحديد السلالات في الميكروبيوم، فحسب بل ولتحديد خصائص البكتيريا فيه. وعلى سبيل المثال، تحديد القدرة على التسبب في الأمراض لكائنات أخرى، ومقاومة المضادات الحيوية. كما أن هذه المعلومات ستساعد في دراسة تطور وتغير البكتيريا بشكل أعمق، بالإضافة إلى تعلم التنبؤ بتغيرات محتملة في الجينوم".

المصدر: تاس