ในอนาคต... สมาร์ทโฟนจะบอกได้ว่าใครเป็นลูกใครด้วยข้อมูล DNA

By: terminus
Writer
on Mon, 17/10/2011 - 23:58

เมื่อก่อนการทำลำดับรหัสจีโนมมนุษย์เป็นเรื่องยากที่ต้องใช้งบวิจัยเป็นร้อยๆ ล้านเหรียญสหรัฐฯ แต่ตอนนี้บริษัทเอกชนหลายรายก็เริ่มมีบริการนี้ในราคาที่พอรับได้แล้ว มีตั้งแต่หลักหมื่นเหรียญสหรัฐฯ ถึงหลักพันหลักร้อยในช่วงโปรโมชั่น (เท่าที่ทราบ ยังไม่มีบริษัทเหล่านี้ในประเทศไทย)

ทีมวิจัยที่นำโดย Emiliano De Cristofaro แห่ง University of California, Irvine ต้องการหาวิธีเอาข้อมูลจีโนมเหล่านี้มาใช้ประโยชน์ในการพิสูจน์ตัวบุคคลหรือความเป็นพ่อแม่โดยที่ลูกค้าไม่จำเป็นต้องเสี่ยงต่อการเปิดเผยข้อมูลจีโนมของตนเอง

ดังนั้นพวกเขาจึงได้พัฒนาวิธีการเข้ารหัสข้อมูลจีโนมแบบ homomorphic encryption ซึ่งข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสจะให้ผลเหมือนกับข้อมูลที่ไม่ได้เข้ารหัสในกรณีที่วิเคราะห์ด้วยกระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่จำเพาะเจาะจง

แต่ว่าหลังจากการเข้ารหัสแล้วข้อมูลจีโนมของ 1 คนจะมีขนาดประมาณ 3 GB ซึ่งหากเอาข้อมูล 3 GB สองชุดมาวิเคราะห์เปรียบเทียบกันแบบบิตต่อบิตก็คงต้องใช้เวลาประมาณ 10 วัน!

แม้ว่าเวลา 10 วันจะฟังดูพอรับได้สำหรับหลายคน แต่ทีมวิจัยของ Emiliano De Cristofaro ไม่พอใจแค่นั้น พวกเขาจึงใช้วิธีลัดโดยอาศัยหลักการของเทคนิค RFLP (restriction fragment length polymorphism) มาประยุกต์ใช้กับข้อมูลจีโนมที่เข้ารหัสไว้ ด้วยเทคนิคนี้ข้อมูลจีโนมจะถูกตัดตรงตำแหน่งรหัสจำเพาะออกเป็นชิ้นส่วนย่อยๆ จากนั้นข้อมูลย่อยๆ แต่ละชิ้นจากจีโนมทั้งสองชุดก็จะถูกนำมาเทียบกัน

จากผลการทดสอบกับโทรศัพท์ Nokia N900 พบว่าซอฟท์แวร์ที่พัฒนาขึ้นสามารถตรวจสอบความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของคนสองคนได้ภายในเวลาไม่กี่วินาที ผลงานนี้จะถูกสาธิตในงาน ACM Conference on Computer and Communications Security ที่จัดขึ้นสัปดาห์นี้ (17-21 ตุลาคม 2011) ณ ชิคาโก สหรัฐอเมริกา

งานนี้ผมไม่มั่นใจนะว่ามีการทดสอบบนโทรศัพท์สมาร์ทโฟนของค่ายอื่นหรือไม่ แต่เท่าที่เห็นในรายชื่อสปอนเซอร์ของการประชุมรอบนี้ มี Google และ Microsoft อยู่ด้วย (ไม่มี Apple แฮะ...สงสัยไม่ว่าง)

ที่มา - New Scientist

6 Comments

terminus's picture

อันนี้ คำอธิบาย RFLP สั้นๆ ที่ผมตัดออกเพื่อความกระชับ

> ถ้าเป็นเทคนิค RFLP แท้ๆ สาย DNA จะถูกตัดเป็นชิ้นๆ ด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ แล้วเอาชิ้นส่วนมาใส่ในเจลที่ผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไป (แบบที่นักวิทยาศาสตร์เรียกกันว่า "รันเจล") ชิ้นที่ยาวจะเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าชิ้นที่สั้น ทำให้เกิดเป็นลวดลายจำเพาะขึ้นบนแผ่นเจล สามารถเอามาเทียบหาความเหมือน-แตกต่างกันได้

lancaster's picture

งงเล็กน้อยกับวิธีเปรียบ 3GB นั่นว่ามันเปรียบกันท่าไหน ใครพอธิบายได้บ้างครับ

คงไม่ใช่การเทียบแบบปกติตรงๆบนคอมแน่ๆ ไม่งั้นมันต้องเสร็จภายในไม่กี่วิแล้ว

terminus's picture

ผมขอเดานะ

คือการตรวจสอบ DNA เนี่ย มันแค่ดูกว่ารหัสตัวนี้เหมือนกัน ตัวนี้ต่าง หรือต่างกันเท่านี้ หรือเหมือนกันเท่านี้ แล้วสรุปความเกี่ยวพันทางสายเลือดเลยไม่ได้ จะต้องดูว่ายีนชุดไหนมาด้วยกันบ้าง จุดที่ต่างกัน-เหมือนกันมันอยู่ตรงไหนของจีโนม ดังนั้นถึงใช้เวลานานกว่าการใส่คำสั่ง diff พอสมควร

Cherry-Boy-Hunter's picture

ผมคิดว่าในจีโนมมันมีส่วนที่เป็นยีนเเละไม่ใช่ยีน(ซึ่งยังไม่ทราบหน่าที่เเน่ชัด)ของ DNA ดังนั้น ต้องศึกษาทั้ง 2 ส่วนด้วย เเละการวิเคราะห์เเบบนี้มันเสถียรมากกว่าการใช้เวลา10วัน หรือ เเบบปกติ รึป่าวยังไม่รู้
เเละใช่อย่างที่ พี่ terminus บอกว่า "สรุปความเกี่ยวพันทางสายเลือดไม่ได้เลย" เเล้วจะนำมาใช้กับสัตว์ พืช นอกจากมนุษย์ได้ป่าว?

terminus's picture

ผมพิมพ์ว่า "สรุปความเกี่ยวพันทางสายเลือดเลย[ทันที]ไม่ได้" สลับคำนี่คนละความหมายเลยทีเดียว ^.^


กรณีคำถามว่าเอามาใช้เทียบกับ สัตว์อื่น หรือ พืช ได้มั้ย? (คำถามนี้ดีมากครับ ฟังแล้วง่าย แต่ตอบยากพอควร)

ผมขอตอบแบบเดาๆ ว่า "ได้ และ ไม่ได้" ครับ

ได้ หากว่าเรารู้อยู่แล้วว่าการวิเคราะห์สัตว์หรือพืชชนิดนั้นต้องใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะตัวไหนจึงจะเหมาะสม อันนี้คือผมคิดเอาจากหลักการของ RFLP และเนื่องจากวิธีนี้มันอิงกับ RFLP ผมก็คิดว่าคงจะเป็นไปในทางเดียวกัน ถ้าเป็นกรณีข้อมูลดิจิตอลในคอมพิวเตอร์ เราก็ต้องรู้ว่าตำแหน่งรหัสจำเพาะที่จะใช้ตัดแบ่งเป็นชิ้นย่อยๆ คือรหัสอะไรบ้าง

ถ้าเป็นของมนุษย์หรือสัตว์ทดลองยอดนิยม นักวิทยาศาสตร์ก็จะมีชุดเอนไซม์ตัดจำเพาะมาตรฐานไว้ใช้อยู่แล้วครับ หรือสังเคราะห์พิเศษเอาตามความต้องการในแต่ละงาน ผมจึงเดาว่าคงใส่ไปในฐานข้อมูลของซอฟท์แวร์ไม่ยาก

ดังนั้นหากเป็นพืชหรือสัตว์ที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยรู้จักมาก่อน ก็อาจจะใช้ซอฟท์แวร์ตัวนี้เปรียบเทียบไม่ได้ ต้องให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษามันแบบจริงจังก่อนครับ เอาข้อมูลมาวิเคราะห์ในมือถือเลย ไม่ได้

mementototem's picture

ตอนแรกคิดว่า เก็บตัวอย่าง และวิเคราะห์ด้วยมือถือในครั้งเดียว แต่อ่านจบแล้วพบว่า วิเคราะห์ด้วยมือถือได้อย่างเดียว การแปลงข้อมูลจีโนมให้เป็นดิจิตอลก็ยังต้องทำในห้องปฏิบัติการอยู่