Pittcon 2018에서 “법의학 생물학 및 DNA 분석의 분석 방법”심포지엄에서 발표 할 것이라고 발표되었습니다. 법의학에서 생물 분석 방법이 중요한 이유는 무엇입니까?
분석 방법을 개발하면 사실, 판사 및 배심원의 수혜자가 범죄 상황을 둘러싼 사건을 더 잘 이해할 수 있습니다. 법의학 분석에서 우리는 DNA를 통해 알려지지 않은 개인의 신원을 결정하고 DNA 및 기타 화학적 서명을 사용하여 범죄 상황을 파악하고 명확히하는 것에 대해 이야기합니다.
최신 분석 방법의 장점은 특이성과 결과 데이터에 대한 통계 분석을 수행 할 수있는 능력입니다. 예를 들어, 레이저 유발 형광을 사용하여 범죄 현장에서 증폭 된 DNA의 추적 수준을 감지하거나 생물학적 얼룩을 감지하기 위해 분광 분석을 사용합니다.
생물 분석 방법이 허용하는 향상된 정밀도와 향상된 감도는 법의학 과학자가 배심원이 무슨 일이 일어 났는지에 대한 유효한 결론에 도달하도록 도울 수 있음을 의미합니다.
당신의 이야기의 주요 초점은 “법의학 Epigenetics, 체액 식별 및 Phenotyping에 대한 소설 방법”제목은 무엇입니까?
나는 나이와 조직 유형에 관한 연구를 발표 할 것이다. 우리는 후 성적 DNA 메틸화가 어떻게 체액 유형, 의심되는 나이 및 범죄 현장에서 남겨진 극미량의 샘플로부터의 다른 정보의 결정을 허용하는지 보여줄 것입니다.
후성 메틸화는 무엇이며 어떻게 검출 될 수 있습니까?
Epigenetics는 DNA 서열의 변화와 관련이없는 유전자 기능의 변화를 수반한다. 모든 인간 DNA는 동일하고 동일한 핵산 염기로 구성되어 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그러나 세포가 피부, 근육, 뼈 등의 용도에 따라 차별화되는 것을 쉽게 볼 수 있습니다. 이러한 차이는 유전자 발현을 결정하는 분자 스위치의 결과입니다.
그러한 스위치 중 하나는 DNA에서 발견되는 네 가지 주요 염기 중 하나 인 시토신의 차별적 메틸화를 수반합니다. 메틸화 된 시토신 클러스터가 발생하는 CpG 섬 (구아닌이 바로 뒤 따르는 시토신 염기)으로 알려진 다양한 유전자의 상류를 찾는 것이 일반적입니다. 특정 조직의 메틸화 수준이 진단 될 때, 절차를 사용하여 세포 유형을 결정할 수 있습니다. 마찬가지로 게놈의 다른 위치는 용의자의 나이를 나타낼 수 있습니다.
이들 위치에서의 메틸화의 존재는 다양한 방법으로 검출 될 수있다. 일반적인 방법은 bisulfite modified PCR을 이용하는 것입니다. 이 공정은 화학적 변형 및 PCR 증폭을 통해 메틸화되지 않은 GC 염기쌍을 AT 염기쌍으로 화학적으로 전환시킵니다.
메틸화 된 시토신은 전환되지 않습니다. 이 과정의 결과는 DNA 시퀀싱 방법을 사용하여 쉽게 읽을 수 있습니다.
후성 자리 (epigenetic loci)를 찾는 과정에 대한 개요를 기술하십시오.
우리는 주로 3 가지 방법을 사용하여 DNA를 읽고 메틸화가 특정 유전자좌에 존재하는지 여부를 결정합니다. 첫째, 메틸화 어레이 데이터는 전체 인간 게놈에서 잠재적 인 관심 부위를 결정하는 데 도움이됩니다.
그런 다음이 데이터를 검사하고 점수를 매기고 관심 서열의 존재를 나타낼 수있는 배열 데이터의 특정 CpG를 찾습니다. 우리는 특정 프라이머를 게놈 내에서 관심 부위를 표적으로하도록 설계하고 파이로 시퀀싱 (pyrosequencing)을 사용하여 이들 위치가 유력한지를 결정합니다. bisulfite modified PCR과 pyrosequencing을 이용하여 이들 위치를 조사한다.
마지막으로, GC와 AT 염기쌍 사이의 용융 온도 차이로 인해 메틸화의 큰 차이가 존재하는 한 고해상도 용융 능력을 갖춘 실시간 PCR을 사용하여 위치를 표적화 할 수 있습니다.
후 성적 메틸화가 어떻게 범죄 현장에서 사용될 수 있습니까?
우리는이 절차를 사용하여 체액의 추적 수준을 결정합니다. 이것은 용의자가 있으며 DNA가 예상치 못한 일이 아닌 성폭력이나 아동 학대와 같은 범죄와 관련된 상황에서 특히 중요합니다.
그러나 회복 된 DNA의 종류는 그것이 체액에서 유래 한 것이 든, 예를 들어 피부 세포에서 유래 한 것이 든, 실제로 범죄가 발생했는지 여부를 나타낼 수 있습니다. 마찬가지로 다수의 용의자가 확인되면 범죄 현장에서 알려지지 않은 표본의 나이를 결정하는 것이 매우 중요합니다.
CpG 유전자좌가 개인의 라이프 스타일 선택을 어떻게 식별 할 수 있으며 이러한 가정은 얼마나 유효합니까?
흡연과 같은 생활 습관의 선택은 특정 CpG에서 메틸화 수준을 변화시킬 수 있습니다. 많은 경우, 조직 특유의 후성 유전체와 마찬가지로, 이러한 유전자좌는 생활 양식 효과를 중재하기 위해 신체의 필요에 의해 활성화되는 특정 유전자와 연관되어 있습니다. 타당도는 유전자 기능의 결정과 모집단 샘플에 대한 실험에 의해서만 결정될 수 있지만, 이것은 많은 생물 의학 분야에서 중요한 연구 영역이다.
우리는이 분야를 막 연구하기 시작한 것이지만, 우리는 후성 유전 인자 마커와 흡연과 같은 요인 사이의 연관성을 결정하는 이전의 연구가 있음을 주목합니다.
대화 중에 발표 할 데이터는 무엇이며 현장의 다른 연구와 비교하면 어떻습니까?
범죄 현장에서 용의자가 남긴 생물학적 정보를 평가할 때 인간의 정체성, 표현형 및 사용에 대한 모든 법의학 연구는 법의학 과학 분야에서 관심있는 마커를 목표로 삼고있는 분야에서 다른 대부분의 연구와 다릅니다. 이 분야의 다른 사람들은 생물 의학 응용에 더 관심이 있습니다.
epigenetic loci가 DNA로부터 유래 한 것처럼, 우리는 유전자 발현 나무의 뿌리에서 존재의 힘을 사용할 수 있습니다. 증폭 전에 bisulfite modification을 수행함으로써 DNA phenotyping과 관련하여 우리의 프로세스가 유전자 발현에 개입 할 수있는 억제 및 요인에 내성이 있음을 의미하므로 이점이 있습니다. 전통적인 법의학 연구에서 사용 된 RNA 나 프로테오믹스를 사용하는 다른 방법은 유전자 발현의 변형을 겪을 수 있습니다.
따라서 우리는 법의학 DNA 샘플의 일부가 연령과 조직 결정을 위해 전환 될 수 있다고 생각합니다.
다른 방법보다 체액 식별에있어 후성 좌위를 사용하는 다른 장점이 있습니까?
우리의 인터페이스가 기존 법의학 기법과 잘 연동되어 실험실에서보다 쉽게 구현 될 수 있도록하는 것이 중요합니다. 따라서 후 성적 분석의 가장 큰 장점은 표준 DNA 타이핑 및 법의학 후성 유전체와 함께 샘플 추출 및 DNA 회수가 동일하다는 것입니다.
또한 methylation은 공유 결합으로 이루어지기 때문에이 방법은 매우 안정적입니다. 20 세 이상의 샘플을이 방법으로 분석 할 수 있습니다!
법의학 생물학에서 발달하는 후성 유전학은 어디서 볼 수 있습니까?
표준 법의학 DNA 타이핑을 보완하는 도구로 개발되는 후성 유전학을 볼 수 있으며, 우리의 연구가이 발달에 기여할 것으로 보인다. 나는 차세대 시퀀싱 (NGS)으로 알려진 대규모 병렬 시퀀싱 (MPS)과 관련된 미래의 방법이 동시 유전자형 및 후성 유전 분석을위한 절차를 포함 할 것이라고 생각한다.
분야를 발전시키는 한, 너무 빨리 알게됩니다. 그러나 우리는 후성 유전학이 추적 혈청학 및 나이와 특정 표현형 정보를 탐지 할 수있는 능력으로 인해 데이터베이스에 아직없는 개인의 법의학 조사에서 중요한 도구가 될 수 있다고 생각합니다.
독자는 어디에서 더 많은 정보를 찾을 수 있습니까?
우리 연구와 관련된 논문은 다음에서 찾을 수 있습니다 :
Madi, T., Balamurugan, K., Bombardi, R., Duncan, G., & McCord, B. (2012). 바이 설 파이트 수정 및 파이로 시퀀싱을 사용하여 법의학 생체 유체에서 조직 특이 적 DNA 메틸화 패턴 결정. Electrophoresis,
33: 1736-1745.
Tania Madi, Joana Antunes, Debora Silva, Hussain Alghanim (FIU), Kuppareddi Balamurugan (U. Southern Mississippi), George Duncan (Broward Sheriff ‘s Office) 및 Clarice Alho (Claice Alho)와 같은 프로젝트에 참여한 학생들과 공동 작업자를 인정하고 싶습니다. 브라질 리오 그란데 도술 카톨릭 대학교). Qaigen의 기술 지원은 물론, 자금 지원을 제공 한 National Institute of Justice에 감사드립니다.
더 많은 정보를 얻기 위해 참조 할 수있는 많은 논문들이 있습니다 :
- Alghanim, H., Antunes, J., Silva, DSBS, Alho, CS, Balamurugan, K., & McCord, B. (2017). 인간 연령을 추정하기 위해 SCGN 및 KLF14 유전자좌에서 발견 된 DNA 메틸화 마커의 검출 및 평가. 법의학 국제학 : 유전학, 31 : 81-88.
- Antunes, J., Silva, DS, Balamurugan, K., Duncan, G., Alho, CS, & McCord, B. (2016). 파이로 시퀀싱을 통한 DNA 메틸화 분석에 의한 질 상피의 법의학 차별. Electrophoresis, 37: 2751-2758.
- Silva, DS, Antunes, J., Balamurugan, K., Duncan, G., Alho, CS, & McCord, B. (2016). 혈액, 정액, 타액 샘플 검출을위한 후성 DNA 메틸화 마커의 발달 확인 연구. 법의학 국제학 : 유전학, 23 : 55-63.
- Antunes, J., Silva, DS, Balamurugan, K., Duncan, G., Alho, CS, & McCord, B. (2016). 생물학적 얼룩에서 정액을 식별하기위한 DNA 메틸화의 고해상도 용융 분석. 분석 생화학, 494 : 40-45.
- Soares Bispo Santos Silva, Antunes, J., Balamurugan, K., Duncan, G., Sampaio Alho, C., & McCord, B. (2015). DNA 메틸화 마커의 평가와 인간 노화를 예측할 수있는 잠재력. Electrophoresis, 36 : 1775-1780.
