Применение генетических методов в судебной медицине
Наиболее часто на местах происшествия встречаются отпечатки губ. При обнаружении такого рода следов путем сравнительного анализа можно идентифицировать человека или исключить его, как лицо оставившее след.
2. Генотипоскопический метод идентификации
Типирование генома человека с целью установления отцовства началось в 1986 году Алексом Джефрисом методом ПДРФ. Этот год в геномной дактилоскопии считается основополагающим.
Техника геномной идентификации по ДНК была определена в 1987 году в судебно-медицинской практике Великобритании, как метод судебно-медицинской экспертизы. В Южном регионе нашей страны к началу 90-х годов на базе отдела молекулярной биологии Селекционно-генетического института - Центре по исследованию генома - проводилось исследование ДНК растительной клетки. Исследования генома были начаты Ю.М.Сиволапом в лаборатории одного из основоположников молекулярной биологии профессора Джеймса Боннера /США, Калифорнийский технологический институт/, лауреата Нобелевской премии, который на протяжении многих лет курировал исследования и помогал развитию отдела молекулярной биологии СГИ.
Достижения отдела в определении специфичности ДНК индивидуума привлекли внимание судебных медиков. Была разработана совместная программа внедрения молекулярно-генетических методов при исследовании следов биологического происхождения, в том числе и при исследовании вещественных доказательств.
Возможность такого исследования основывается на индивидуальности строения некоторых участков молекулы ДНК, их назвали гипервариабильными (ГВ) участками. Строение этих отрезков молекул не только индивидуально у каждого человека, но и строго повторяется во всех органах и тканях тела одного человека, (рис. 4)
Метод исследования ГВ участков молекулы ДНК называют по-разному: «геномная идентификация», «ДНК-дактилоскопия», «генотипоскопия». Присоединимся к мнению ряда авторов, считающих, что термин «генотипоскопия» наиболее точно отражает смысл такого рода исследований и будем употреблять это название метода.
Теоретически метод генотипоскопической идентификации является самым универсальным, так как с его помощью, в принципе, можно идентифицировать самые различные объекты биологического происхождения, если только в них сохранилось небольшое количество молекул ДНК или их частей.
Используя высокоэффективные технические средства, можно получать результат с вероятностью ошибки меньшей чем один раз на несколько миллиардов случаев. То есть выделять одного-единственного человека из всего множества живущих на земле.
Универсальность и высокая индивидуальность результатов делают этот метод наиболее перспективным среди всех остальных методов идентификации человека в случаях непосредственного исследования объектов биологического происхождения.
Существует несколько вариантов технологии проведения исследований молекулы ДНК в целях идентификации человека. Один из вариантов основан на анализе полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК (фрагментов, получаемых путем рассечения молекулы). Сокращенно его называют ПДРФ анализ (используют для исследования жидкой крови).
Технология такого исследования в общих чертах состоит из следующих этапов:
1. Выделение молекул ДНК из исследуемого материала. (Молекулы ДНК находятся в ядрах клеток в структуре ДНК.)
2. Фрагментирование (разделение на фрагменты) молекул ДНК с помощью ферментов — рестриктаз (эндонуклеаз). Существует множество видов рестриктаз, которые разрезают молекулу ДНК в местах, присущих только им, т е. каждый вид рестриктазы только в том месте, в котором ему положено его химической природой.
После такого воздействия на молекулу ДНК образуется множество фрагментов, которые отличаются друг от друга составом, длиной и, соответственно, молекулярным весом.
3. Смесь фрагментов ДНК разделяют методом электрофореза в геле. Метод основывается на том, что под воздействием электрического тока фрагменты ДНК передвигаются в специальной среде — геле. Чем они легче и мельче, тем дальше они уходят от стартовой позиции.
4. Из всего набора фрагментов, расположенных на разных участках электрофоретической пластинки, с помощью специальных зондов выявляют полиморфные фрагменты. Зонды при этом обычно маркируют радиоактивными изотопами или нерадиоактивными метками. Что позволяет получить на специальной мембране видимый набор линий разной ширины, соответствующих числу и виду гипервариабельных (ГВ) фрагментов. Расположение отдельных линий варьирует у разных людей, а их совокупность индивидуальна, (рис. 5)
Целесообразно производить параллельное исследование известного по происхождению объекта (от А) и неизвестного (от X). Полученные «картинки» распределения ГВ фрагментов сравнивают между собой с использованием методов математического анализа. Рассчитывают возможность случайного совпадения изображений. При очень маленькой вероятности случайного совпадения ею пренебрегают и считают, что сравниваемые объекты идентичны, а, следовательно, установлена личность человека от которого произошел ранее неизвестный объект X.
Метод позволяет сравнивать между собой результаты исследования неизменных молекул ДНК из ядер клеток крови, спермы и любых других тканей тела человека. «Картинка» расположения ГВ-фрагментов не изменяется на протяжении всей жизни человека, она индивидуальна. Полное сходство «ДНК-узоров» наблюдается только у однояйцовых близнецов. У родственников выявляется сходство генотипических узоров, что позволяет устанавливать родство.
В последнее время разработан и активно внедряется в экспертную практику метод, позволяющий проводить исследование очень малых количеств разрушенных молекул ДНК. Метод основан на том, что перед исследованием ГВ-участков имеющиеся фрагменты ДНК многократно копируются, тем самым наращивается, до необходимого, объем материала, подлежащего исследованию. Этот метод получил название — метод амплификации (реакции цепной полимеризации). В ноябре 1992 года было проведено первое определение спорного отцовства при помощи ПЦР-анализа. Научно обоснованное применение этого метода в экспертизах спорного отцовства стало возможным только благодаря проведенному анализу частоты встречаемости аллелей гипервариабельных участков ДНК в популяции, проживающей в Одесской области /Г.Ф.Кривда, Ю.М.Сиволап, Н.Э.Кожухова/. В результате, 2 января 1995г. в г.Одессе проведена первая экспертиза биологических следов.
Проблема выделения и очистки ДНК из этих следов не вызвала особых проблем у генетиков, учитывая, что ДНК есть ДНК, и методы ее исследования практически одинаковы для всех живых организмов, а растительная клетка, являющаяся для специалистов уже изведомой, многофункциональна и представляет один из самых трудных объектов для выделения ДНК.
Вместе с тем, специалистам удается выделять ДНК из неординарных объектов: в Одесское облбюро судмедэкспертизы был доставлен хрящ умершего ребенка с полугодичным сроком захоронения. Поставлена задача - установить действительно ли захоронен ребенок родителей, обратившихся на генетическое исследование. Научному сотруднику СГИ удалось выделить из эксгумированного хряща ДНК и установить, что родители имели веские основания сомневаться.