आनुवंशिक बारकोड सुनिश्चित कर सकते हैं प्रामाणिक डीएनए उंगलियों के निशान — ScienceDaily


इंजीनियरों पर ड्यूक विश्वविद्यालय और न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के टंडन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग का प्रदर्शन किया है के लिए एक विधि है कि यह सुनिश्चित करने के लिए एक तेजी से लोकप्रिय विधि के आनुवंशिक पहचान “कहा जाता डीएनए फिंगरप्रिंटिंग” सुरक्षित रहता है के खिलाफ अनजाने में गलतियों या दुर्भावनापूर्ण हमलों के क्षेत्र में.

तकनीक पर निर्भर करता है शुरू करने आनुवंशिक “बारकोड” करने के लिए डीएनए के नमूने के रूप में वे एकत्र कर रहे हैं और सुरक्षित रूप से जानकारी भेजने के लिए महत्वपूर्ण पहचान करने के लिए इन बारकोड करने के लिए तकनीशियनों प्रयोगशाला में. सिस्टम से पता चलता है एक तरह से करने के लिए गारंटी है कि एक नमूना ले लिया है, क्षेत्र में ले जाया करने के लिए एक प्रयोगशाला है और कार्रवाई के लिए आनुवंशिक पहचान वास्तविक है.

परिणाम दिखाई देते हैं पर ऑनलाइन 14 मई को जर्नल में आईईईई लेनदेन पर जानकारी फोरेंसिक और सुरक्षा.

“यदि आपको लगता है कि के बारे में पारंपरिक एन्क्रिप्शन तकनीकों की तरह, सुरक्षा के लिए एक स्मार्टफोन के साथ, वहाँ आमतौर पर एक पासकोड है कि केवल एक ही व्यक्ति जानता है कि ने कहा,” मोहम्मद इब्राहिम, एक सिस्टम-ऑन-चिप डिजाइन इंजीनियर में इंटेल कॉर्पोरेशन और हाल ही में ड्यूक इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में पीएचडी स्नातक. “हमारे विचार इंजेक्षन करने के लिए गैर हानिकारक सामग्री में आनुवंशिक नमूने तुरंत जब वे एकत्र कर रहे हैं क्षेत्र में है कि अधिनियम के रूप में एक समान पासवर्ड. इससे यह सुनिश्चित होता है कि नमूने प्रामाणिक हैं जब वे तक पहुँचने के प्रसंस्करण के चरण में है।”

डीएनए फिंगरप्रिंटिंग एक विधि की पहचान करने के लिए एक विशिष्ट व्यक्ति, जीव या रोग के आधार पर केवल एक छोटी राशि की आनुवंशिक सामग्री है । जबकि के बारे में 99.9 प्रतिशत के डीएनए के बीच दो असंबंधित मनुष्य ही है, कि अभी भी पत्ते लगभग तीन मिलियन आधार जोड़े है कि अलग-अलग हैं । और उस के भीतर संभावित पहचान करने के लिए डेटासेट, कुछ छोटे क्षेत्रों के डीएनए दृश्यों की बहुत अधिक संभावना है दूसरों की तुलना में भिन्न करने के लिए संरचना से व्यक्ति के लिए.

के बजाय अनुक्रमण एक व्यक्ति के पूरे जीनोम, जो अभी भी लागत से अधिक $1000 एक पॉप, वैज्ञानिकों को लक्षित कर सकते हैं की एक मुट्ठी भर इन लघु दृश्यों की पहचान के लिए. में डीएनए फिंगरप्रिंटिंग, एक तकनीक बुलाया पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) replicates आनुवंशिक दृश्यों पर इन साइटों को बार-बार इतना है कि वे कर सकते हैं आसानी से पढ़ा जा सकता है । के आधार पर विशिष्ट संयोजन के न्यूक्लिक एसिड पर इन विभिन्न साइटों, आनुवंशिक नमूनों का मिलान किया जा सकता करने के लिए अपने स्रोतों. जबकि यह लग सकता है जैसे डेटा से इन साइटों के सैकड़ों के लिए किया जाएगा बनाने के लिए आवश्यक एक निश्चित मैच, वे भिन्न हो तो ज्यादा से व्यक्ति के लिए है कि फेडरल ब्यूरो की जांच वर्तमान में सिफारिश की है कि केवल 13 के लिए आवश्यक हैं ।

के रूप में इस तकनीक की लोकप्रियता और पीसीआर प्रौद्योगिकी अंतर्निहित यह बढ़ जाती है, कई कंपनियों रहे हैं में एक दौड़ के लिए प्रक्रिया को सरल बनाने और सस्ता समाधान. और के रूप में इन उपकरणों के छोटे हो जाते हैं, और अधिक जटिल और अधिक स्वचालित है, यह हो सकता है और अधिक अवसर पैदा करने के लिए हमले की प्रक्रिया है । हाल ही के अध्ययन का सुझाव है कि इन अवसरों को बढ़ाने अभूतपूर्व सुरक्षा चिंताओं बनाने, एक पूरी नई श्रेणी के संभावित कमजोरियों है कि करार दिया गया है “cyberbiosecurity खतरों.”

“शोधकर्ताओं की पहचान की है की एक विविध सरणी cyberbiosecurity खतरों पिछले कुछ वर्षों में,” ने कहा Krishnendu Chakrabarty, जॉन Cocke प्रतिष्ठित प्रोफेसर के इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में ड्यूक. “हमारा मुख्य लक्ष्य है बनने के लिए एक समुदाय का हिस्सा की कोशिश कर रहा है पता करने के लिए इन खतरों में से एक पर ध्यान केंद्रित के सबसे कमजोर समय की अवधि, जो है से पहले एक नमूना यहां तक कि के लिए हो जाता है लैब.”

में अपने नए कागज, Chakrabarty, इब्राहिम, तुंग-चे लिआंग, एक वर्तमान छात्र डॉक्टरेट में Chakrabarty की प्रयोगशाला, रमेश Karri, प्रोफेसर, इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के NYU टंडन, और क्रिस्टिन स्कॉट, सहायक सहायक प्रोफेसर के आणविक आनुवंशिकी और सूक्ष्म जीव विज्ञान में ड्यूक, की उपयोगिता का प्रदर्शन एक आनुवंशिक बारकोड सुनिश्चित करने के लिए नमूने ले लिया क्षेत्र में कर रहे हैं नहीं बदली या अन्यथा के साथ छेड़छाड़ के लिए अपने रास्ते पर प्रयोगशाला है ।

पर निर्भर आनुवंशिक पीसीआर की विशेषज्ञता और बाहर काम करने के लिए उसे प्रयोगशाला में, शोधकर्ताओं ने सबसे पहले जोड़ा गया दो छोटे हिस्सों के सिंथेटिक डीएनए के आनुवंशिक नमूने के लिए बाध्य डीएनए फिंगरप्रिंटिंग. क्योंकि वे सिंथेटिक हैं, वे में बनाया जा सकता है लगभग किसी भी संयोजन के चार उपलब्ध डीएनए आधार जोड़े की कल्पना है. और 280 और 190 आधार जोड़े में से प्रत्येक की संभावना सही ढंग से अनुमान लगा आनुवंशिक संयोजन गायब छोटा है.

“हम का विश्लेषण स्थिति एक विरोधी की जरूरत को संतुष्ट करने के लिए को कमजोर करने के लिए बारकोडिंग प्रणाली ने कहा,” Karri है, जो एक सह-संस्थापक और सह-अध्यक्ष के NYU के लिए केंद्र साइबर सुरक्षा. “इन शर्तों से संबंधित हैं करने के लिए शारीरिक विशेषताओं के आणविक बारकोड. जोड़ने के द्वारा इन स्थितियों को कैसे वापस करने के लिए बारकोड उत्पन्न कर रहे हैं और व्यापकता की खोज अंतरिक्ष, हम दिखाने के लिए कि संभावना है कि एक विरोधी की खोज कर सकते हैं बारकोड है negligibly कम है।”

इस बीच, प्राइमरों की जरूरत बढ़ाना करने के लिए प्रत्येक बारकोड सुरक्षित रूप से भेजा जाता तकनीशियनों के लिए प्रयोगशाला में. के लिए एक पीसीआर मशीन के लिए बार-बार नकल के एक विशिष्ट क्षेत्र के लिए डीएनए, यह पहली बार कैसे पता होना चाहिए कि अनुक्रम शुरू होता है और समाप्त होता है. प्राइमरों कि जानकारी प्रदान करते हैं, और इसके बिना, एक हमलावर का कोई मौका नहीं होता amplifying सही बारकोड.

एक बार तकनीशियनों खत्म एक प्रारंभिक पीसीआर के साथ चलाने के लिए नमूने और प्राइमरों प्रदान की, दो बारकोड के रूप में प्रकट चोटियों या लाइनों में जिसके परिणामस्वरूप आनुवंशिक डेटा पर निर्भर करता है, विधि का इस्तेमाल किया जा रहा है की पहचान करने के लिए उन्हें. करने के लिए सुनिश्चित करें कि नमूने प्रामाणिक हैं और नहीं के साथ छेड़छाड़, तकनीशियनों चाहिए बस सुनिश्चित करें कि इन दो बारकोड दिखाई देते हैं के रूप में की उम्मीद है.

“जब सही प्राइमरों इस्तेमाल कर रहे हैं अनलॉक करने के लिए एक बारकोड, आप चाहिए एक सकारात्मक परिणाम मिलता है,” इब्राहिम ने कहा. “यदि आप नहीं करते हैं, तो इसका मतलब है कि नमूना वास्तविक नहीं है । के कुछ प्रकार स्विचिंग या परिवर्तन हुआ है.”

जबकि इस प्रणाली को वर्तमान में निर्भर करता है पर जानकारी प्रेषित किया जा रहा से सुरक्षित रूप से प्रयोगशाला के लिए, शोधकर्ताओं का कहना है कि वहाँ रहे हैं तरीके है कि आनुवंशिक बारकोड जा सकता सुव्यवस्थित में प्रौद्योगिकी. उदाहरण के लिए, बारकोड में सहसंबद्ध किया जा सकता है के लिए कुछ नमूने भेजा जा रहा है, और तकनीशियनों लग सकता है सही प्राइमरों का उपयोग करने के लिए एक डेटाबेस से. के साथ उचित हार्डवेयर, विचार भी क़यास में अनुवाद किया जा चिप्स चलाने के डीएनए विश्लेषण के लिए खुद को ।

“यह काम का एक उत्कृष्ट उदाहरण है कई विषयों के लिए एक साथ आने समाधानों का विकास करने के लिए मौजूदा वास्तविक दुनिया की समस्याओं,” स्कॉट ने कहा ।



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