Adli araştırma, DNA tanımlama teknolojisi tarafından güçlü bir şekilde desteklenmektedir. Bu analitik yöntemler inanılmaz derecede faydalı olmakla birlikte, vücut sıvılarını belirleme, yaşı tahmin etme ve hatta ikizleri ayırt etme gibi insan kimliğinin ötesinde ek bilgi sağlama yetenekleri sınırlıdır. Gelişen adli epigenetik alanı, bu zorlukların üstesinden gelmek için adli tıp müfettişlerine daha sağlam ve hassas olay yeri değerlendirmeleri sunuyor. Bu yazıda epigenetiğin adli analizlerde nasıl kullanılabileceğine dair bilgiler yer almaktadır.
İçindekiler
DNA profilleme sınırlamaları
Adli tıp uygulamaları için DNA profillemesi ile ilgili avantajlardan bazıları, tipik olarak bir bireyin yaşamı boyunca değişmeyen DNA profillerinin kararlılığı ve sağlamlığıdır. Ayrıca, nadir kimeralar dahil edildiği sürece, bir kişinin DNA profili, hangi vücut sıvısından örnek alınırsa alınsın genellikle aynı kalır. Adli tıptaki yaygın kullanımına ve değerine rağmen, DNA karakterizasyonunda bazı sınırlamalar vardır. Örneğin, DNA profili oluşturma, geleneksel vücut sıvısı tanımlama (BFID) yöntemlerinden daha fazla hassasiyet sağlasa da, DNA’nın kaynaklandığı vücut sıvısı hakkında bilgi sağlama yeteneği sınırlıdır.
Tecavüz vakalarında meni örneği ile deri örneğini ayırt edememek zararlı olabilir. Bu nedenle, adli tıp bilim adamları, epigenomik analizlerin bu tür sınırlamaları başarıyla aşmasının yollarını keşfettiler.
Epigenetik nedir?
Tanım olarak epigenetik, bir bireyin gen ekspresyonundaki genetik değişiklikleri ve DNA dizisindeki değişiklikler dışındaki faktörlerden kaynaklanan fenotipleri ifade eder. Epigenetik mekanizmaların bazı örnekleri, bitişik sitozin ve guanin nükleotitlerini içeren DNA CpG bölgesinin metilasyonunu, translasyon sonrası histon modifikasyonlarını (yani, asetilasyon veya metilasyon) veya tRNA’ların susturulması gibi belirli DNA modifikasyonlarını içerir. Bu epigenetik süreçler genellikle, sonuçta gen inaktivasyonuna yol açabilen hem akut hem de kronik çevresel etkilere yanıt olarak ortaya çıkar. Epigenetiğin önemli etkisi, bilimsel disiplinlerde bu genetik alanı hakkında geniş bir araştırmaya yol açmıştır.
Bireysel epigenetik parmak izleri
Bir bireyin epigenetik damgalanması, her bireyin yaşamları boyunca çevresel faktörlere moleküler tepkilerinin bir sonucu olarak deneyimleyeceği epigenetik varyansı ifade eder. Adli tıpta, bir bireyin epigenetik parmak izi genellikle kısa ardışık tekrarların (STR) veya tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP’ler) karakterizasyonu olan DNA profillemesi ile ortaya çıkar. Son birkaç yılda, CpG bölgeleri arasındaki DNA metilasyon farklarını ölçerek epigenetik varyasyonun araştırılmasına olanak sağlamak için önemli çabalar sarf edilmiştir.
Adli epigenetik uygulamaları
Vücut sıvıları ve dokularının tayini
2011 yılında ilk DNA metilasyonuna dayalı doku araştırması gerçekleştirildi. O zamandan beri, birçok şirket tarafından birçok dokuya özgü CpG biyobelirteçleri geliştirilmiştir. Örneğin, Illumina HumanMethylation450 Beadchip mikrodizisi tarafından tanımlanan 150 dokuya özgü belirteçten dokuzu, adli müfettişlerin kan, tükürük, meni, vajinal sıvılar ve adet kan örneklerini ayırt etmesine yardımcı olabilecek DNA metilasyon işaretleridir.
Benzer şekilde sekiz CpG ve iki kontrol markörü, metilasyona özel restriksiyon polimeraz zincir reaksiyonu (MSRE)-PCR sistemine dayanan Illumina 450 K 10-pleks testinin temelini oluşturur. Yukarıdaki yöntemlere ek olarak, birçok araştırmacı kantitatif PCR’nin (qPCR) tek tek dokuların DNA metilasyon belirteçlerini tanımlamak için kullanılabilen oldukça hassas ve hızlı bir teknik olduğunu bulmuştur. Hem kan hem de semen analizi için CpG bölgelerindeki metillenmemiş ve metillenmiş alelleri tanımlayabilen iki problu qPCR yöntemleri kullanıldı.
yaşı belirle
Yaşayan ve ölen bir bireyin yaşını belirleme yeteneği, adli soruşturmalar sırasında ve potansiyel suçluları tespit etmek için inanılmaz derecede yararlı bir araçtır. İnsanlar yaşlandıkça, çeşitli çevresel faktörlere maruz kalmanın bir sonucu olarak epigenetik yapıları değişir. Adli tıpta epigenetiğin en yaygın uygulamalarından biri, bilinmeyen bir bireyin yaşını tahmin etmek için DNA metilasyon profillerinin kullanılmasıdır.
Tam kan analizlerine dayanan geleneksel adli tıp yaş tahminleriyle karşılaştırıldığında, Illumina 450 K mikroarray platformu yaş tayini için tükürük örneklerinde altı CpG bölgesini başarıyla tanımladı. Illumina’nın teknoloji liderliğindeki başarısı, Illumina 450 K tükürüğü ile yaşa bağlı kan numuneleri ve bukkal hücre belirteçlerini birleştiren yeni bir 7-platelet SNaPshot® sistemini başarılı bir şekilde geliştirmesinden kaynaklanmaktadır.
Monozigotik ikizlerin farklılaşması
Adli tıptaki en büyük zorluklardan biri, monozigotik (daha yaygın olarak adlandırılan) monozigotik ikizleri ayırt etme yeteneğinin sınırlı olmasıdır. Tek yumurta ikizleri neredeyse aynı DNA dizilerini paylaştıklarından, daha sonra neredeyse aynı DNA profillerini paylaşırlar. Son derece derinlemesine tam genom dizilemenin, tek yumurta ikizlerinin SNP’sindeki tek somatik mutasyonları tanımladığı bulunmasına rağmen, bu yaklaşım genellikle kullanıcı açısından yoğun ve pahalıdır.
Adli tıp bilim adamları, monozigotik ikizleri ayırt etmeye yardımcı olmak için epigenetik farklılıkları analiz etmeye yöneldiler. Monozigotik ikizlerin epigenetik varyasyonları üzerine yapılan son araştırmalar, sağlıklı ve hastalıkla tanımlanmış monozigotik ikizlerin, çevresel maruziyetleri ve fenotiple ilgili moleküler olayların muhtemelen değişken olması nedeniyle dikkate değer genetik farklılıklar göstereceğini göstermiştir.
Adli bilimde epigenetiğin yeni kullanımları
Bu bilgiyi kullanmak için, adli tıp bilim adamları, 12 ikiz setinin CpG bölgelerinde bazı farklılıklar bulan genom çapında metilasyon paterni karşılaştırmaları kullandılar.Ancak, küçük örneklem boyutu nedeniyle, rolünü ve işlevini doğrulamak için çok daha büyük bir çalışma gerekiyor. tek yumurta ikizlerinde değişmiş metilasyon bölgeleri.
Kan gibi vücut sıvıları, olay mahallinden elde edilen en önemli biyolojik deliller arasındadır. Donör, bir STR profili kullanılarak tanımlanabilir; Bununla birlikte, vericinin doku tipi veya yaşı gibi fiziksel görünümü hakkında ek bilgilerin çıkarılması bir polis soruşturmasında çok yararlı olabilir. İlk olarak, dokuya özgü mRNA tabanlı sistemlerin performansı işbirlikçi egzersizlerle değerlendirildi. Önerilen tüm yöntemlerin oldukça hassas olduğu kanıtlanmıştır; Bununla birlikte, özellikle vajinal fiksasyon için belirteçlerin özgüllüğü ile ilgili sorunlar kaydedilmiştir. Karmaşık vaka örneklerinin analizi, yorumlama kılavuzlarına olan ihtiyacı ve vaka çalışmalarında mRNA’nın profilini çıkarırken bir puanlama sisteminin kullanılmasını ortaya çıkardı.
Üç yöntem kullanılarak, farklı dokuya özgü CpG metilasyon bölgeleri, çeşitli vücut sıvıları ve dokuları adli tıp açısından analiz edilerek 18 farklı bölgede değerlendirildi. Sonuç olarak, bir dizi uygun kan ve semene özgü belirteç, eklenmiş ve sahte vaka örnekleri kullanılarak doğrulanmıştır. Bununla birlikte, tükürük, vajinal sıvılar ve adet kanı gibi diğer dokuların tanımlanması zor görünmektedir. Yaş tahmini ile ilgili olarak, genom çapında DNA metilasyon çalışmalarından yaşa bağlı bir dizi CpG bölgesi seçildi ve kan metilasyon seviyelerinin yaşla ilişkisi iki sıralama platformunda değerlendirildi.
16 CpG bölgesinin bir alt kümesi kullanılarak ve nöral ağların özelliklerinden yararlanılarak, 1156 kan örneğinde yaş doğru bir şekilde tahmin edilebildi (ortalama hata 4,1 yıl). Önerilen tahmin modelinin uygulanabilirliği, yeni nesil dizileme ile de test edildi. Bu bulguların vaka çalışmalarında uygulanabilmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulsa da, epigenetiğin önerilen adli tıp uygulamalarına ışık tutabileceği sonucuna varılabilir.
kaynak:
https://www.nature.com/scitable/topicpage/epigenetic-influences-and-disease-895
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379073818303992
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]