Lịch sử phát triển xét nghiệm ADN loài người

Lịch sử phát triển xét nghiệm ADN loài người

Dịch vụ xét nghiệm ADN là một trong những dịch vụ hữu ích cho việc nhận dạng, ngày nay với kỹ thuật tiên tiến phân tích ADN có thể giúp nhận dạng với độ chính xác gần như là 100%. Trước khi dịch vụ thử ADN ra đời người ta thường sử dụng các biện pháp sinh học khác để nhận dạng và xác định mối quan hệ huyết thống.

Màu mắt

Trong suốt những năm 1800, các đặc điểm hình thái của đứa trẻ được phân tích để xác định quan hệ cha con. Mối quan hệ huyết thống sẽ bị nghi vấn nếu màu mắt của đứa trẻ khác cả cha lẫn mẹ. Tuy nhiên, Gregor Mendel phát hiện quy luật di truyền vào năm 1865, trong đó đã chứng minh rằng màu sắc của mống mắt là kết quả của nhiều yếu tố di truyền khác nhau mà không nhất thiết trùng hợp với cha, mẹ hoặc cả cha và mẹ.

Nhóm máu



Đầu những năm 1900 các nhà khoa học đã xác định được 4 nhóm máu cơ bản của con người bao gồm nhóm máu A, B, AB và O dựa trên sự hiện diện của các protein nhất định hay còn gọi là antigen bên trong máu. Hệ nhóm máu này gọi là hệ máu ABO cung cấp cho bác sĩ những thông tin quan trọng về bệnh nhân của họ cho phép họ thực hiện các thủ tục y khoa một cách an toàn đặc biệt là trong việc truyền máu do có sự phù hợp giữa người nhận và người cho.

Đến những năm 1920, các nhà khoa học công bố nhóm máu được quyết định do gen di truyền. Do đó các nhà khoa học có thể dự đoán được nhóm máu của đứa trẻ dựa trên nhóm máu của cha mẹ. Bằng cách này các nhà khoa học có thể sử dụng nhóm máu để xác định mối quan hệ huyết thống cha con, mẹ con. Tuy nhiên việc sử dụng nhóm máu có những hạn chế nhất định do đó việc sử dụng nhóm máu để xác định mối quan hệ huyết thống chỉ chính xác 30% và nó không phải là một công cụ hữu hiệu cho việc xác định mối quan hệ huyết thống.

Xét nghiệm huyết thanh

Trong những năm 1930, các nhà khoa học khám phá ra một số protein có trong máu có thể sử dụng để nhận dạng cá nhân. Các hệ nhóm máu Rh, Kell, và Duffy cũng giống như hệ nhóm máu ABO dựa trên sự có mặt của các antigen đặc biệt trong máu và chúng cũng được di truyền.
Thông qua xét nghiệm huyết thanh, các nhà khoa học có thể sử dụng hệ thống nhóm máu của cả cha và mẹ để dự đoán nhóm máu có thể xuất hiện ở con của họ. Các nhà khoa học cũng áp dụng xét nghiệm huyết thanh cho các trường hợp xét nghiệm cha con, cố gắng xác định người cha giả định dựa trên nhóm máu của người mẹ và đứa con. Tuy nhiên cũng giống như việc sử dụng hệ nhóm máu ABO, xét nghiệm huyết thanh cũng chỉ có độ chính xác 40% nên không thể kết luận được mối quan hệ cha con
Xét nghiệm HLA

Đến giữ những năm của thập kỷ1970, các nhà khoa học khám phá ra các kháng nguyên bạch cầu của con người, là các protein hiện diện trên tất cả các tế bào của cơ thể ngoài trừ hồng cầu, đặc biệt tập trung HLA trên tế bào bạch cầu. Có nhiều dạng HLA khác nhau và có sự hiện diện khác nhau ở từng người, do đó xét nghiệm HLA trở thành một công cụ hữu hiệu để xác định mối quan hệ huyết thống cha con. Nếu chỉ sử dụng riêng xét nghiệm HLA có thể xác định được mối quan hệ cha con với độ chính xác là 80%, nếu kết hơp với xét nghiệm nhóm máu và xét nghiệm huyết thanh thì kết quả có độ chính xác lên tới 90%.

Tuy nhiên xét nghiệm HLA cũng không phải là một công cụ lý tưởng để xác định mối quan hệ cha con do xét nghiệm HLA đòi hỏi mẫu máu xét nghiệm khá lớn, quá trình lấy máu gây khó chịu và nguy hiểm cho các trẻ sơ sinh dưới 6 tháng tuổi.

Xét nghiệm DNA sử dụng kỹ thuật RFLP

Vào giữa những năm 1980, một kỹ thuật được phát triển gọi là xét nghiệm hạn chế chiều dài các mảnh đa hình (restriction fragment length polymorphism-RFLP). Kỹ thuật là là kỹ thuật di truyền đầu tiên sử dụng ADN. Giống như các protein trên tế bào máu hay HLA, ADN cũng được cha mẹ di truyền con cái. Tuy nhiên ADN rất đa dạng và độc đáo hơn HLA hay protein trong máu, nó hiện diện trong tất cả các tế bào của cơ thể. Với những đặc tính như vậy nên ADN trở thành vật liệu lý tưởng cho các xét nghiệm cha con.

RFLP cho phép các nhà khoa học các các đoạn đặc biệt của ADN mà được ly trích từ mẫu máu. Các đoạn đặc biệt của cha mẹ sẽ được so sánh với đứa con. Nếu họ có mối quan hệ huyết thống thì một nửa ADN của người con sẽ trùng khớp với ADN của người mẹ và một nửa còn lại sẽ trùng khớp với ADN của người cha.

Đôi khi trong quá trình này, ADN của người con sẽ không trùng khớp toàn bộ với người cha hoăc người mẹ, có thể do có sự đột biến gen. khi điều này xảy ra, các nhà khoa học sẽ thực hiện phân tích thống kê để xác định khả năng đột biến sinh học và mối quan giữa các thành viên trong gia đình.

Bởi vì RFLP được áp dụng trong xét nghiệm huyết thống, và phương pháp này cho kết quả chính xác trên 99,99%. Tuy nhiên ngày nay, kỹ thuật này không được sử dụng để xác định quan hệ huyết thống do RFLP đòi hỏi phải có một lượng mẫu máu lớn và mất nhiều thời gian để thực hiện phân tích.

Xét nghiệm ADN bằng kỹ thuật PCR

Mặc dù kỹ thuật PCR được phát triển vào những năm 1980, nhưng xét nghiệm ADN bằng kỹ thuật PCR chỉ trở thành một quy trình cơ bản vào đầu những năm 1990. PCR là một kỹ thuật mà sử dụng một lượng nhỏ ADN sau đó được khuếch đại và hàng tỷ bản sao ADN được tạo ra, bên cạnh đó quy trình có thể thực hiện một cách nhanh chóng.

Bằng cách sử dụng kỹ thuật PCR trong xét nghiệm ADN mà các xét nghiệm cha con và các xét nghiệm ADN khác có thể thực hiện dễ dàng và nhanh chóng. Trong một xét nghiệm cha con có thể sử dụng các mẫu tế bào niêm mạc miệng, tóc có gốc, mẫu máu và cho ra xác suất quan hệ cha con trên 99.99%.

Sử dụng kỹ thuật PCR trở thành kỹ thuật phổ biến nhất trong xét nghiệm ADN cha con do giá thành rẻ, thời gian ngắn, độ chính xác cao vì nó đòi hỏi lượng mẫu nhỏ, có thể sử dụng nhiều loại mẫu khác nhau và khách hàng có thể tự thu mẫu ở nhà và gửi đến phòng xét nghiệm.