بروتيوم بدلا من الحمض النووي. طريقة جديدة للتعرف على الشخص بالشعر

يدرس عالم الكيمياء الحيوية جليندون باركر من مختبر لورانس ليفرمور الوطني عينة شعر من جثة عمرها 250 عامًا من مقبرة في لندن الكبرى للتحقق من الهوية. الصورة: جولي راسل / LLNL التعريف

الدقيق لشخص يستخدم عينة من الحمض النووي تركت في مسرح الجريمة تم استخدامه بنجاح في الطب الشرعي. يمكن استخراج عينة من الحمض النووي من أي مادة بيولوجية تقريبًا: من اللعاب والعرق والحيوانات المنوية والشعر. تكمن المشكلة في أن جزيئات الحمض النووي عرضة للتحلل تحت تأثير البيئة - الضوء ، درجة الحرارة ، إلخ. عند مستوى معين من التحلل ، يصبح تضخيم الحمض النووي بطريقة تفاعل البلمرة المتسلسل مستحيلاً. ماذا تفعل؟

طور الكيميائيون الحيويون من مختبر لورانس ليفرمور الوطني طريقة بديلة للتحقق من الهوية البشرية بالشكل إحصائيًا ، دون تحديد نمط الحمض النووي على الإطلاق. اتخذ العلماء الخطوة الأولى لتحديد هوية الشخص من خلال مجموع البروتينات في الشعر ، أي البروتينات البشرية.

البروتينات هي مجموعة من البروتينات المعبر عنها في نوع معين من الخلايا في فترة زمنية معينة في ظل ظروف معينة. هو البروتين الذي يصبح علامة فريدة لتحديد الهوية الشخصية ، بدلاً من DNA.

البروتينات أكثر استقرارًا كيميائيًا من جزيئات الحمض النووي. يتم الحفاظ عليها لقرون في شكل مستقر. أي أنه يمكننا تحديد هوية الشخص بعد عدة قرون من ارتكاب الجريمة! ستعمل مجموعة الأدوات الجديدة على توسيع قدرات علماء الطب الشرعي وعلماء الآثار بشكل كبير.

مع تحسن التكنولوجيا ، يأمل العلماء أن يتمكنوا من استخراج جميع علامات البروتين الضرورية من كمية صغيرة من الشعر. من الناحية المثالية ، من شعر واحد. سيكون هذا كافيًا للتمييز الموثوق به إحصائيًا بين شخص معين بين جميع السكان ، أي 7.3 مليار شخص حي ، وربما يكفي أن يميز بدقة شخص واحد عن 100 مليار شخص ماتوا بالفعل.

حتى الآن ، لا يزال البحث العلمي في مرحلة مبكرة ، ولكن هذه التكنولوجيا لديها إمكانات واعدة للغاية.

في عمل منشور ، قدم العلماء نتائج تحليل البروتينات لـ 66 أمريكيًا من جنس القوقاز ، و 5 أمريكيين من جنس Negroid ، و 5 كينيين و 6 هياكل عظمية من بقايا 1750 و 1850 في مقابر في لندن الكبرى. تم العثور على ما مجموعه 185 علامة البروتين في البروتينات. وبالنسبة لكل شخص ، فإن مجموعة علامات البروتين فريدة من نوعها ، مما يسمح لنا بتمييزها بوضوح عن الآخرين.

متوسط ​​بروتين الشعر في 60 أمريكيًا من القوقاز (دوى: 10.1371 / Journal.pone.0160653.s006)


ترتبط مجموعة متنوعة من علامات البروتين في أشخاص مختلفين بالطفرات النقطية التي تحدث في الجينوم. بسبب هذه الطفرات النقطية ، لوحظ تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNP) ، أي أن تسلسل الحمض النووي لنوكليوتيد واحد فقط (A ، T ، G أو C) يتميز بتشكيل الأليلين أو أكثر (على سبيل المثال ، T / C). تعد الأشكال المتعددة من النوكليوتيدات في مناطق التشفير من نوعين: مترادف وغير مترادف. تترك SNPs المترادفة تسلسل الحمض الأميني للبروتين دون تغيير ، بينما تغيره SNPs غير المترادفة.


التحقق المباشر من أليلات SNPs غير المترادفة. رسم توضيحي من العمل العلمي "إظهار الهوية البشرية المعتمدة على البروتين باستخدام بروتيت عمود الشعر"

بناءً على عينة من عشرات الأشخاص ، يقدر العلماء أن العدد المحدد للعلامات كافٍ لتحديد واحد من حوالي 10000 شخص.


ملفات تعريف SNP غير مترادفة مع احتمالية تقديرية تقديرية بين مجموعات القوقاز والزنو. رسم توضيحي من العمل العلمي "عرض التعريف البشري القائم على البروتين باستخدام بروتيوم عمود الشعر"

يعتقد العلماء أن العدد الإجمالي لعلامات البروتين الفردية في البروتين البشري يمكن أن يصل إلى 1000 قطعة. بالإضافة إلى الشعر ، توجد هذه العلامات في أنواع أخرى من الأنسجة ، بما في ذلك خلايا الجلد والعظام والأسنان. بدأ الباحثون بالفعل في استكشاف إمكانيات تحديد الأشخاص من خلال علامات البروتين في العظام والأسنان.

يعتقد الباحثون أنه في المستقبل ، ستسمح دقة قياسات البروتينات بتحديد شخص واحد من بين عدة مليارات في علامات بروتين 90-100 فقط.

هناك صلة مباشرة بين علامات البروتين والحمض النووي البشري ، لأنه الحمض النووي الذي يتحكم في التعبير عن بروتينات معينة. وهكذا ، فإن البروتين هو نوع من "بصمة" الحمض النووي. حتى في غياب الحمض النووي ، يمكن استعادة أصل الفرد من هذه الجبيرة.

الآن تستغرق عملية تجميع البروتينات وفقًا لعينة الشعر 2.5 يومًا. العلماء واثقون من أنه في المستقبل ستزداد دقة التعرف بواسطة البروتينات ، وسيصبح فحص الطب الشرعي إجراء روتينيًا.

مقال علمي بعنوان "إثبات الهوية البشرية المرتكزة على البروتين باستخدام بروتيوت عمود الشعر"تمت مراجعة الأقران وتم نشرها في 7 سبتمبر 2016 في المجال العام في مجلة PLOS ONE (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653).

Source: https://habr.com/ru/post/ar397595/