Proteoma en lugar de ADN. Una nueva forma de identificar a una persona por cabello

El bioquímico Glendon Parker del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore está estudiando una muestra de cabello de un cadáver de 250 años de un cementerio en el Gran Londres para verificar su identidad. Foto: Julie Russell / LLNL

La identificación precisa de una persona que usa una muestra de ADN dejada en la escena del crimen se ha utilizado con éxito en medicina forense. Se puede extraer una muestra de ADN de casi cualquier material biológico: de saliva, sudor, esperma, cabello. El problema es que las moléculas de ADN están sujetas a degradación bajo la influencia del medio ambiente: luz, temperatura, etc. A cierto nivel de degradación, la amplificación del ADN por el método de reacción en cadena de la polimerasa se vuelve imposible. Que hacer

Los bioquímicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore han desarrollado un método alternativo para validar estadísticamente la identificación humana por cabello, sin ningún perfil de ADN. Los científicos han dado el primer paso para identificar a una persona por la totalidad de las proteínas en el cabello, es decir, por el proteoma humano.

Un proteoma es una colección de proteínas expresadas en un tipo de célula dado en un período de tiempo dado bajo condiciones dadas. Es el proteoma el que se convierte en un marcador único para la identificación personal, en lugar del ADN.

Las proteínas son químicamente mucho más estables que las moléculas de ADN. Se conservan durante siglos en forma estable. Es decir, ¡podemos identificar la identidad de una persona varios siglos después de la comisión de un delito! El nuevo conjunto de herramientas ampliará significativamente las capacidades de los científicos forenses y arqueólogos.

A medida que la tecnología mejora, los científicos esperan poder extraer todos los marcadores de proteínas necesarios de una pequeña cantidad de cabello. Idealmente, de un solo cabello. Esto será suficiente para distinguir estadísticamente de manera confiable a una persona específica entre toda la población, es decir, 7,3 mil millones de personas vivas y, posiblemente, es suficiente para distinguir con precisión a 1 persona de 100 mil millones que ya han muerto.

Hasta ahora, la investigación científica se encuentra en una etapa temprana, pero esta tecnología tiene un potencial muy prometedor.

En un trabajo publicado, los científicos presentaron los resultados de un análisis de proteoma de 66 estadounidenses de raza caucásica, 5 estadounidenses de raza negra, 5 kenianos y 6 esqueletos de los restos de los años 1750 y 1850 tomados en cementerios en el Gran Londres. Se encontraron un total de 185 marcadores proteicos en proteomas. Y para cada persona, el conjunto de marcadores de proteínas es único, lo que nos permite distinguirlo claramente de otras personas.

Proteoma capilar promedio en 60 caucásicos estadounidenses (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653.s006)


Una variedad de marcadores de proteínas en diferentes personas está asociada con mutaciones puntuales que ocurren en los genomas. Debido a estas mutaciones puntuales, se observa un polimorfismo de un solo nucleótido (SNP), es decir, una secuencia de ADN de un solo nucleótido (A, T, G o C) se distingue para formar dos o más alelos (por ejemplo, T / C). Los polimorfismos de un solo nucleótido de las regiones codificantes son de dos tipos: sinónimos y no sinónimos. Los SNP sinónimo dejan la secuencia de aminoácidos de la proteína sin cambios, mientras que los SNP no sinónimos la cambian.


Verificación directa de alelos de SNP no sinónimos. Ilustración del trabajo científico "Demostración de identificación humana basada en proteínas utilizando el proteoma del eje del cabello"

Sobre la base de una muestra de varias docenas de personas, los científicos estiman que el número de marcadores recopilados es suficiente para identificar a una de aproximadamente 10,000 personas.


Perfiles SNP no sinónimos con una probabilidad de perfil estimada entre las poblaciones caucasoides y negroides. Ilustración del trabajo científico "Demostración de identificación humana basada en proteínas utilizando el proteoma del eje del cabello"

Los científicos creen que el número total de marcadores de proteínas individuales en un proteoma humano puede ser de hasta 1000 piezas. Además del cabello, estos marcadores se encuentran en otros tipos de tejidos, incluidas las células de la piel, los huesos y los dientes. Los investigadores ya han comenzado a explorar las posibilidades de identificar a las personas mediante marcadores de proteínas en huesos y dientes.

Los investigadores estiman que en el futuro, la precisión de las mediciones de proteoma permitirá la identificación de 1 persona de varios miles de millones en solo 90-100 marcadores de proteínas.

Existe un vínculo directo entre los marcadores de proteínas y el ADN humano, porque es el ADN el que controla la expresión de proteínas específicas. Por lo tanto, el proteoma es una especie de "impronta" de ADN. Incluso en ausencia de ADN, el origen del individuo puede restaurarse a partir de este molde.

Ahora el procedimiento para compilar un proteoma de acuerdo con una muestra de cabello toma 2.5 días. Los científicos confían en que en el futuro se incrementará la precisión de la identificación por proteoma, y ​​tal examen forense se convertirá en un procedimiento de rutina.

Artículo científico "Demostración de identificación humana basada en proteínas utilizando el proteoma del eje del cabello"se realizó una revisión por pares y el 7 de septiembre de 2016 se publicó en el dominio público en la revista PLOS ONE (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653).

Source: https://habr.com/ru/post/es397595/