Forscher der Stanford University in Palo Alto, Kalifornien, haben kürzlich einen Durchbruch in ihrer Arbeit mit der Genomanalyse erzielt. Sie haben entwickelte eine kryptographische Technik Dadurch können Mediziner das menschliche Genom durchsuchen und krankheitsbedingte Mutationen finden, ohne zusätzliche Details zu den Genomsequenzen des Patienten preisgeben zu müssen.
Die Studie ist veröffentlicht in Wissenschaft.
Das Team hinter dieser Technik des Genom-Concealings besteht nicht nur aus medizinischen Forschern. Sie umfasst vielmehr Biologen und Informatiker sowie Kryptografen.
Dieser Fortschritt in der Entwicklung der Genomanalyse und des Schutzes der Privatsphäre von Patienten kommt sicherlich zu einem geeigneten Zeitpunkt. Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre von Patienten sind keine Seltenheit, zumal mangelnde Privatsphäre in einem solchen Bereich möglicherweise zu einer Diskriminierung aufgrund der genetischen Informationen einer Person führen kann. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass ihre "Genom-Cloaking" -Technik solche Bedenken zerstreuen wird.
"Wenn Sie 1 Millionen Menschen mit genomischen Daten haben, die sie gerne privat halten möchten, können Forscher mit diesem Ansatz die Daten in ihrer Gesamtheit analysieren und nur über relevante Ergebnisse berichten", sagte er Dan Boneh, Professor für Informatik und Elektrotechnik und Co-Senior-Autor der Studie, in einer Erklärung. "Ein Individuum hat vielleicht Dutzende anomaler Gene, aber die Forscher und Kliniker werden nur etwas über die für die Studie relevanten Gene erfahren und sonst nichts."
Die von den Forschern verwendete kryptografische Technik - Yaos Protokoll und Cloud Computing - wurde von g entwickeltDie Raduostudenten Karthik Jagadeesh und David Wu, Hauptautoren der Studie.
Nach Angaben der Universität PressemitteilungEiner der Hauptgründe für den Erfolg der Technik des Teams ist die spezifische Beteiligung der Personen, deren Genome verwendet werden. Einzelpersonen können ihren eigenen Computer oder ihr Smartphone dazu benutzen verschlüsseln ihr Genom mit einem „einfachen Algorithmus“, der ihr Genom „in eine lineare Reihe von Werten übersetzt, die das Vorhandensein oder Fehlen der untersuchten Genvarianten beschreiben, ohne dass andere Informationen über ihre genetische Sequenz preisgegeben werden.“ Einmal verschlüsselt, können die Personen hochladen ihre Informationen in die Cloud. Die Forscher, die auch ein kryptografisches Verfahren verwenden, das die Privatsphäre der Eingabedaten schützt, können dann auf die hochgeladenen Informationen zugreifen, diese analysieren und „nur die Genvarianten aufdecken, die für die Untersuchung wahrscheinlich relevant sind“.
"Auf diese Weise hat keine Person oder kein Computer außer den Individuen selbst Zugang zu dem vollständigen Satz genetischer Informationen", sagte er Gill Bejerano, ao Professor für Entwicklungsbiologie, Pädiatrie und Informatik an der Universität und Co-Senior-Autor der Forschung, in einer Erklärung.
Die Forscher haben bereits die Genomsequenzen von vier Patienten mit seltenen Krankheiten untersucht und die jeweils verantwortliche Mutation identifiziert. Sie verwendeten auch eine DNA-Vergleichstechnik, um die wahrscheinliche Ursache der Erbkrankheit eines Babys zu bestimmen. Bei der Untersuchung von Hunderten von Patienten in zwei verschiedenen medizinischen Zentren mit ähnlichen Symptomen konnten sie diejenigen identifizieren, die bestimmte Genmutationen gemeinsam hatten. Während des gesamten Prozesses konnten die Forscher 97-Prozent oder mehr der persönlichen genetischen Informationen jedes Patienten von allen Beteiligten speichern, mit Ausnahme der Einzelpersonen.
Bejerano hofft, dass die Fähigkeit der Technik, die Privatsphäre des Patienten zu wahren, den Austausch genetischer Informationen zu Forschungszwecken fördern wird. "Oft zögern Menschen mit Krankheiten oder solche, die wissen, dass eine bestimmte genetische Krankheit in ihrer Familie vorkommt, ihre genomischen Informationen weiterzugeben, weil sie wissen, dass sie möglicherweise in irgendeiner Weise gegen sie verwendet werden können", sagte er in einer Erklärung . "Sie versäumen es, sich selbst und anderen zu helfen, indem sie Forschern und Klinikern ermöglichen, aus ihren DNA-Sequenzen zu lernen."
Das Universitätsnetzwerk (TUN) sprach mit Bejerano über die Forschung und es wurde ihm mitgeteilt, dass er sicherstellen möchte, dass die Diskriminierung aufgrund des Genoms nicht weiter geht. Er machte auch deutlich, dass er optimistischer ist als je zuvor, da sein Team endlich die Werkzeuge dafür entwickelt hat.
"Die Genomtests haben einen Reifegrad erreicht, bei dem Tausende von Krankheiten genau diagnostiziert werden können", sagte Bejerano gegenüber TUN.
Unser Aufsatz zeigt, dass man in diesen und weiteren Fällen sein Genom im Wesentlichen vollständig geheim halten kann, während man diese Diagnosedienste nutzt.
Er fügte hinzu, dass die Genomik "kein" sein muss, dass andere alles sehen "oder" ich werde "keine Wahl haben".
Zum Team gehört auch Johannes Birgmeier, Doktorand an der Universität.
