Disease gene identification
بیماری کے جین کی شناخت ایک ایسا عمل ہے جس کے ذریعے سائنس دان موروثی جینیاتی عوارض کے ذمہ دار میوٹینٹ جینوٹائپ کی شناخت کرتے ہیں۔ ان جینوں میں تغیرات میں سنگل نیوکلیوٹائڈ متبادل، سنگل نیوکلیوٹائڈ اضافہ/حذف کرنا، پورے جین کو حذف کرنا، اور دیگر جینیاتی غیر معمولی چیزیں شامل ہو سکتی ہیں۔ اہمیت یہ جاننا کہ کون سے جین (جب غیر فعال ہوتے ہیں) کن عوارض کا سبب بنتے ہیں، مریضوں کی تشخیص کو آسان بنائے گا اور تغیر کی فعال خصوصیات کے بارے میں بصیرت فراہم کرے گا۔ جینومکس کے بڑھتے ہوئے شعبے سے فراہم کردہ بصیرت کے ساتھ مل کر جدید دور کی ہائی تھرو پٹ سیکوینسنگ ٹیکنالوجیز کی آمد کے نتیجے میں بیماری کے جین کی شناخت زیادہ تیزی سے ہو رہی ہے، اس طرح سائنس دانوں کو مزید پیچیدہ تغیرات کی نشاندہی کرنے کا موقع مل رہا ہے۔ جین کی شناخت کے عام طریقہ کار بیماری جین کی شناخت کی تکنیک اکثر ایک ہی مجموعی طریقہ کار پر عمل کرتی ہیں۔ ڈی این اے سب سے پہلے کئی مریضوں سے اکٹھا کیا جاتا ہے جن کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ ایک ہی جینیاتی بیماری میں مبتلا ہیں۔ پھر، ان کے ڈی این اے کے نمونوں کا تجزیہ کیا جاتا ہے اور ممکنہ علاقوں کا تعین کرنے کے لیے اسکرین کیا جاتا ہے جہاں ممکنہ طور پر تغیر پایا جا سکتا ہے۔ ان تکنیکوں کا ذکر ذیل میں کیا گیا ہے۔ ان ممکنہ علاقوں کو پھر ایک دوسرے کے ساتھ صف بند کر دیا جاتا ہے اور اوور لیپنگ کے علاقے میں میوٹینٹ جین ہونا چاہیے۔ اگر جینوم کی ترتیب کے بارے میں کافی معلومات ہیں، تو اس علاقے کو امیدوار جینوں کے لیے تلاش کیا جاتا ہے۔ ان جینوں کے کوڈنگ علاقوں کو اس وقت تک ترتیب دیا جاتا ہے جب تک کہ کوئی تغیر دریافت نہ ہو جائے یا کوئی دوسرا مریض دریافت نہ ہو جائے، ایسی صورت میں تجزیہ کو دہرایا جا سکتا ہے، ممکنہ طور پر دلچسپی کے علاقے کو تنگ کر دیتا ہے۔ زیادہ تر بیماری کے جین کی شناخت کے طریقہ کار کے درمیان فرق دوسرے مرحلے میں ہوتے ہیں (جہاں ڈی این اے کے نمونوں کا تجزیہ کیا جاتا ہے اور ان علاقوں کا تعین کرنے کے لیے اسکریننگ کی جاتی ہے جہاں اتپریورتن رہ سکتا ہے)۔ پری جینومکس تکنیک پورے جینوم کے سلسلے کی مدد کے بغیر، پری جینومکس تحقیقات نے جینوم کے منتخب علاقوں کو دیکھا، اکثر جین کے سلسلے کے بارے میں صرف کم سے کم علم کے ساتھ جو وہ دیکھ رہے تھے۔ اس قسم کی معلومات فراہم کرنے کی صلاحیت رکھنے والی جینیاتی تکنیکوں میں ریسٹریکشن فریگمنٹ لینتھ پولیمورفزم (آر ایف ایل پی) تجزیہ اور مائیکرو سیٹلائٹ تجزیہ شامل ہیں۔ ہیٹروزائگوسیٹی کا نقصان (ایل او ایچ) ہیٹروزائگوسیٹی کا نقصان (ایل او ایچ) ایک ایسی تکنیک ہے جسے صرف ایک ہی فرد کے دو نمونوں کا موازنہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایل او ایچ تجزیہ اکثر اس وقت استعمال کیا جاتا ہے جب کینسر پیدا کرنے والے آنکوجینز کی شناخت کی جاتی ہے جس میں ایک نمونہ (میوٹینٹ) ٹیومر ڈی این اے پر مشتمل ہوتا ہے اور دوسرا (کنٹرول) نمونہ اسی فرد کے غیر کینسر خلیوں سے جینومک ڈی این اے پر مشتمل ہوتا ہے۔ آر ایف ایل پیز اور مائیکرو سیٹلائٹ مارکر ڈی این اے پولیمرفزم کے نمونے فراہم کرتے ہیں، جن کی تشریح ہیٹروزائگس خطے یا جینوم کے ہوموزائگس علاقے میں رہنے کے طور پر کی جا سکتی ہے۔ بشرطیکہ تمام افراد ایک ہی جین کی ایک نقل کو حذف کرنے کے اظہار کے نتیجے میں ایک ہی بیماری سے متاثر ہوں، تمام افراد میں ایک ایسا خطہ ہوگا جہاں ان کا کنٹرول نمونہ ہیٹروزائگس ہے لیکن اتپریورتن نمونہ ہوموزائگس ہے-اس خطے میں بیماری کا جین ہوگا۔ پوسٹ جینومکس تکنیک جدید لیبارٹری تکنیکوں جیسے ہائی تھرو پٹ سیکوینسنگ اور جینوم وسیع تجزیہ کے قابل سافٹ ویئر کی آمد کے ساتھ، سیکوینس کا حصول تیزی سے کم مہنگا اور وقت طلب ہو گیا ہے، اس طرح سائنس کو زیادہ موثر بیماری جین کی شناخت کی تکنیکوں کی شکل میں اہم فوائد فراہم ہوتے ہیں۔ نسل کی نقشہ سازی کے ذریعے شناخت (آئی بی ڈی) نقشہ سازی عام طور پر متاثرہ افراد اور ان کے والدین اور/یا بہن بھائیوں، متاثرہ اور غیر متاثرہ دونوں کے جینوم میں معروف پولیمرفک سائٹس کا سروے کرنے کے لیے سنگل نیوکلیوٹائڈ پولیمرفزم (ایس این پی) صفوں کا استعمال کرتی ہے۔ اگرچہ یہ ایس این پی شاید اس بیماری کا سبب نہیں بنتے ہیں، لیکن وہ زیر بحث جینوم کے میک اپ کے بارے میں قیمتی بصیرت فراہم کرتے ہیں۔ اگر ملحقہ ایس این پیز ایک ہی جینوٹائپ کا اشتراک کرتے ہیں تو جینوم کا ایک خطہ نزول کے لحاظ سے یکساں سمجھا جاتا ہے۔ جب کسی متاثرہ فرد کا اس کے متاثرہ بہن بھائی سے موازنہ کیا جاتا ہے، تو تمام ایک جیسے علاقے درج کیے جاتے ہیں (مثلا۔ اوپر کی شکل میں سرخ رنگ میں سایہ دار)۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ متاثرہ بہن بھائی اور غیر متاثرہ بہن بھائی میں ایک ہی بیماری کا فینوٹائپ نہیں ہوتا ہے، ان کا ڈی این اے تعریف کے مطابق مختلف ہونا چاہیے (جینیاتی یا ماحولیاتی ترمیم کی موجودگی کو چھوڑ کر)۔ اس طرح، آئی بی ڈی نقشہ سازی کے نتائج کو کسی بھی ایسے علاقے کو ہٹا کر مزید پورا کیا جا سکتا ہے جو متاثرہ افراد اور غیر متاثرہ بہن بھائیوں دونوں میں ایک جیسے ہوں۔ اس کے بعد یہ متعدد خاندانوں کے لیے دہرایا جاتا ہے، اس طرح ایک چھوٹا، اوور لیپنگ ٹکڑا پیدا ہوتا ہے، جس میں نظریاتی طور پر بیماری کا جین ہوتا ہے۔ ہوموزائگوسیٹی/آٹوزائگوسیٹی میپنگ ہوموزائگوسیٹی/آٹوزائگوسیٹی میپنگ ایک طاقتور تکنیک ہے، لیکن یہ صرف اس وقت درست ہے جب ایک چھوٹی، بند آبادی کے اندر الگ ہونے والی تغیر کی تلاش کی جائے۔ اس طرح کی ایک چھوٹی سی آبادی، جو ممکنہ طور پر بانی اثر سے پیدا ہوتی ہے، میں ایک محدود جین پول ہوگا، اور اس طرح کوئی بھی وراثت میں ملنے والی بیماری شاید ایک ہی اتپریورتن کی دو کاپیاں ایک ہی ہی ہیپلوٹائپ پر الگ ہونے کا نتیجہ ہوگی۔ چونکہ متاثرہ افراد ممکنہ طور پر خطوں میں ہم جنس پرست ہوں گے، اس لیے کسی خطے میں ایس این پیز کو دیکھنا ہم جنس پرستی اور ہیٹروزائگوسیٹی کے علاقوں کا ایک مناسب نشان ہے۔ جدید دور کے ایس این پی صفوں کا استعمال جینوم کا سروے کرنے اور ہم جنس پرستی کے بڑے علاقوں کی نشاندہی کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ متاثرہ افراد کے جینوم میں ہوموزائگس بلاکس کو پھر ایک دوسرے کے اوپر رکھا جا سکتا ہے، اور اوور لیپنگ ریجن میں بیماری کا جین ہونا چاہیے۔ اس تجزیے کو اکثر متاثرہ افراد کے جینوم میں آٹوزائیگوسیٹی، ہوموزائیگوسیٹی کی توسیع کا تجزیہ کرکے بڑھایا جاتا ہے۔ یہ ہم جنس پرستی کے اوورلیڈ بلاکس کے ساتھ ساتھ ایک مجموعی ایل او ڈی اسکور کی منصوبہ بندی کرکے پورا کیا جا سکتا ہے۔ آٹوزائیگوسیٹی میپنگ کے ذریعے تمام ایس این پیز کے لیے آبادی ایلیل تعدد کو مدنظر رکھتے ہوئے، ہم جنس پرستی کے نتائج کی تصدیق کی جا سکتی ہے۔ مزید برآں، اگر دو مشکوک علاقے ہوموزائیگوسیٹی میپنگ کے نتیجے میں ظاہر ہوتے ہیں، تو آٹوزائیگوسیٹی میپنگ دونوں کے درمیان فرق کرنے کے قابل ہو سکتی ہے (مثلا۔ اگر ہم جنس پرستی کا ایک بلاک جینوم کے غیر متنوع علاقے کا نتیجہ ہے، تو ایل او ڈی اسکور بہت کم ہوگا)۔ ہوموزائگوسیٹی میپنگ کے اوزار ہوم ایس آئی: اگلی نسل کے ترتیب کے اعداد و شمار سے ایک ہوموزائگس اسٹریچ شناخت کنندہ ایک ایسا ٹول جو گہری ترتیب کے اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے ہوموزائگس علاقوں کی شناخت کرتا ہے۔ جینوم وائڈ ناک ڈاؤن اسٹڈیز جینوم وائڈ ناک ڈاؤن اسٹڈیز ریورس جینیات کی ایک مثال ہیں جو پورے جینوم سیکوینس کے حصول، اور جینومکس اور جین سائلنسنگ ٹیکنالوجیز، خاص طور پر ایس آئی آر این اے اور ڈیلیشن میپنگ کی آمد سے ممکن ہوئی ہیں۔ جینوم وسیع ناک ڈاؤن مطالعات میں جینوم کے جینوں یا حصوں کو منظم طریقے سے ناک ڈاؤن یا حذف کرنا شامل ہے۔ یہ عام طور پر پروکیریوٹس میں یا ٹشو کلچر ماحول میں کیا جاتا ہے جس کی وجہ ناک ڈاؤن کی بڑی تعداد ہے جو انجام دی جانی چاہیے۔ منظم ناک آؤٹ مکمل ہونے کے بعد (اور ممکنہ طور پر ایم آر این اے اظہار تجزیہ کے ذریعے تصدیق شدہ)، ناک ڈاؤن/ناک آؤٹ کے فینوٹائپک نتائج کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ مشاہدے کے پیرامیٹرز کو انتہائی مخصوص فینوٹائپ کو نشانہ بنانے کے لیے منتخب کیا جا سکتا ہے۔ اس کے نتیجے میں ڈیٹا سیٹ سے نمونوں کے لیے پوچھ گچھ کی جاتی ہے جو زیر بحث بیماری سے مماثل فینوٹائپز کو ظاہر کرتے ہیں-مذکورہ نمونوں میں ناک آؤٹ/آؤٹ ہونے والے جین کو پھر زیر بحث فرد کے لیے امیدوار بیماری کے جین سمجھا جا سکتا ہے۔ ہول ایکسوم سیکوینسنگ ہول ایکسوم سیکوینسنگ ایک بروٹ فورس اپروچ ہے جس میں جینوم کے تمام کوڈنگ حصوں کو اکٹھا کرنے کے لیے جدید دور کی سیکوینسنگ ٹیکنالوجی اور ڈی این اے سیکوینس اسمبلی ٹولز کا استعمال شامل ہے۔ اس کے بعد ترتیب کا موازنہ ایک حوالہ جینوم سے کیا جاتا ہے اور کسی بھی فرق کو نوٹ کیا جاتا ہے۔ تمام معروف بینین پولیمرفزم، مترادف تبدیلیاں، اور انٹروک تبدیلیوں (جو اسپلیس سائٹس کو متاثر نہیں کرتی ہیں) کو فلٹر کرنے کے بعد، صرف ممکنہ طور پر پیتھوجینک متغیرات باقی رہیں گے۔ اس تکنیک کو دیگر تکنیکوں کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے تاکہ ممکنہ طور پر پیتھوجینک متغیرات کو مزید خارج کیا جا سکے جس کی ایک سے زیادہ شناخت کی جانی چاہیے۔ جین ڈیزیز ڈیٹا بیس جین شناخت ہیپلوٹائپ ٹیگنگ حوالہ جات اتپریورتن جینومکس مالیکیولر بائیولوجی بائیو انفارمیٹکس بھی دیکھیں۔