Proteom bukan DNA. Cara baru mengidentifikasi seseorang dengan rambut

Ahli biokimia Glendon Parker dari Lawrence Livermore National Laboratory sedang mempelajari sampel rambut dari mayat berusia 250 tahun dari sebuah pemakaman di London Raya untuk memverifikasi identitasnya. Foto: Julie Russell / LLNL

Identifikasi akurat seseorang menggunakan sampel DNA yang tersisa di TKP telah lama digunakan dalam forensik. Sampel DNA dapat diekstraksi dari hampir semua bahan biologis: dari air liur, keringat, sperma, rambut. Masalahnya adalah bahwa molekul DNA mengalami degradasi di bawah pengaruh lingkungan - cahaya, suhu, dll. Pada tingkat degradasi tertentu, amplifikasi DNA dengan metode reaksi berantai polimerase menjadi tidak mungkin. Apa yang harus dilakukan

Ahli biokimia dari Lawrence Livermore National Laboratory telah mengembangkan metode alternatif untuk memvalidasi identifikasi manusia dengan rambut secara statistik, tanpa profiling DNA sama sekali. Para ilmuwan telah mengambil langkah pertama untuk mengidentifikasi seseorang dengan total protein dalam rambut, yaitu oleh proteome manusia.

Proteom adalah kumpulan protein yang diekspresikan dalam jenis sel tertentu pada periode waktu tertentu dalam kondisi tertentu. Ini adalah proteome yang menjadi penanda unik untuk identifikasi pribadi, bukan DNA.

Protein secara kimia jauh lebih stabil daripada molekul DNA. Mereka dipelihara selama berabad-abad dalam bentuk yang stabil. Artinya, kita dapat mengidentifikasi identitas seseorang beberapa abad setelah melakukan kejahatan! Toolkit baru ini akan secara signifikan memperluas kemampuan ilmuwan forensik dan arkeolog.

Ketika teknologi meningkat, para ilmuwan berharap bahwa mereka dapat mengekstraksi semua penanda protein yang diperlukan dari sejumlah kecil rambut. Idealnya, dari sehelai rambut. Ini akan cukup untuk secara statistik dapat diandalkan untuk membedakan orang tertentu di antara seluruh populasi, yaitu, 7,3 miliar orang yang hidup dan, mungkin, cukup untuk secara akurat membedakan 1 orang dari 100 miliar yang telah meninggal.

Sejauh ini, penelitian ilmiah masih dalam tahap awal, tetapi teknologi ini memiliki potensi yang sangat menjanjikan.

Dalam sebuah karya yang diterbitkan, para ilmuwan mempresentasikan hasil analisis proteome dari 66 orang Amerika dari ras Kaukasia, 5 orang Amerika dari ras Negroid, 5 orang Kenya dan 6 kerangka dari sisa-sisa tahun 1750-an dan 1850-an yang diambil di kuburan di London Raya. Sebanyak 185 penanda protein ditemukan dalam proteom. Dan untuk setiap orang, set penanda protein itu unik, yang memungkinkan kita untuk membedakannya dengan jelas dari orang lain.

Proteom rambut rata-rata pada 60 orang Kaukasia Amerika (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653.s006)


Berbagai penanda protein pada orang yang berbeda dikaitkan dengan mutasi titik yang terjadi pada genom. Karena mutasi titik ini, polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) diamati , yaitu, sekuens DNA hanya satu nukleotida (A, T, G atau C) dibedakan untuk membentuk dua alel atau lebih (mis., T / C). Polimorfisme nukleotida tunggal dari daerah pengkode terdiri dari dua jenis: sinonim dan non-sinonim. SNPs sinonim meninggalkan urutan asam amino dari protein tidak berubah, sedangkan SNPs non-sinonim mengubahnya.


Verifikasi langsung alel SNP yang tidak identik. Ilustrasi dari karya ilmiah "Demonstrasi Identifikasi Manusia Berbasis Protein Menggunakan Proteom Poros Rambut"

Berdasarkan sampel beberapa lusin orang, para ilmuwan memperkirakan bahwa jumlah penanda yang dikumpulkan cukup untuk mengidentifikasi satu dari sekitar 10.000 orang.


Profil SNP yang tidak identik dengan perkiraan kemungkinan profil di antara populasi Kaukasoid dan Negroid. Ilustrasi dari karya ilmiah "Demonstrasi Identifikasi Manusia Berbasis Protein Menggunakan Hair Shaft Proteome"

Para ilmuwan percaya bahwa jumlah total penanda protein individu dalam proteome manusia dapat mencapai 1000. Selain rambut, tanda-tanda ini ditemukan di jaringan jenis lain, termasuk sel kulit, tulang, dan gigi. Para peneliti sudah mulai mengeksplorasi kemungkinan mengidentifikasi orang dengan penanda protein di tulang dan gigi.

Para peneliti berpendapat bahwa di masa depan, keakuratan pengukuran proteom akan memungkinkan identifikasi 1 orang dari beberapa miliar hanya dalam 90-100 penanda protein.

Ada hubungan langsung antara penanda protein dan DNA manusia, karena itu adalah DNA yang mengontrol ekspresi protein tertentu. Dengan demikian, proteome adalah semacam "jejak" DNA. Bahkan tanpa adanya DNA, asal usul individu dapat dipulihkan dari pemeran ini.

Sekarang prosedur untuk menyusun proteom sesuai dengan sampel rambut membutuhkan 2,5 hari. Para ilmuwan yakin bahwa di masa depan keakuratan identifikasi oleh proteome akan meningkat, dan pemeriksaan forensik semacam itu akan menjadi prosedur rutin.

Artikel ilmiah "Demonstrasi Identifikasi Manusia Berbasis Protein Menggunakan Proteom Poros Rambut"peer-review berlangsung dan pada 7 September 2016 diterbitkan dalam domain publik dalam jurnal PLOS ONE (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653).

Source: https://habr.com/ru/post/id397595/