Proteoma em vez de DNA. Uma nova maneira de identificar uma pessoa pelos cabelos

O bioquímico Glendon Parker, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, está estudando uma amostra de cabelo de um cadáver de 250 anos de um cemitério na Grande Londres para verificar sua identidade. Foto: Julie Russell / LLNL

A identificação precisa de uma pessoa que usa uma amostra de DNA deixada na cena do crime há muito tempo é utilizada com sucesso na área forense. Uma amostra de DNA pode ser extraída de quase qualquer material biológico: da saliva, suor, esperma e cabelos. O problema é que as moléculas de DNA estão sujeitas a degradação sob a influência do meio ambiente - luz, temperatura, etc. A um certo nível de degradação, a amplificação do DNA pelo método da reação em cadeia da polimerase torna-se impossível. O que fazer?

Bioquímicos do Laboratório Nacional Lawrence Livermore desenvolveram um método alternativo para validar estatisticamente a identificação humana pelo cabelo, sem nenhum perfil de DNA. Os cientistas deram o primeiro passo para identificar uma pessoa pela totalidade de proteínas no cabelo, ou seja, pelo proteoma humano.

Um proteoma é uma coleção de proteínas expressas em um determinado tipo de célula em um determinado período de tempo sob determinadas condições. É o proteoma que se torna um marcador único para identificação pessoal, em vez de DNA.

As proteínas são quimicamente muito mais estáveis ​​que as moléculas de DNA. Eles são preservados por séculos de forma estável. Ou seja, podemos identificar a identidade de uma pessoa vários séculos após a prática de um crime! O novo kit de ferramentas expandirá significativamente as capacidades de cientistas forenses e arqueólogos.

À medida que a tecnologia melhora, os cientistas esperam que possam extrair todos os marcadores de proteína necessários de uma pequena quantidade de cabelo. Idealmente, a partir de um único cabelo. Isso será suficiente para distinguir estatisticamente de maneira confiável uma pessoa específica de toda a população, ou seja, 7,3 bilhões de pessoas vivas e, possivelmente, é bastante preciso distinguir 1 pessoa de 100 bilhões que já morreram.

Até o momento, a pesquisa científica está em um estágio inicial, mas essa tecnologia tem um potencial muito promissor.

Em um trabalho publicado, os cientistas apresentaram os resultados de uma análise proteômica de 66 americanos da raça caucasiana, 5 americanos da raça negróide, 5 quenianos e 6 esqueletos dos restos das décadas de 1750 e 1850 tirados em cemitérios na Grande Londres. Um total de 185 marcadores de proteína foram encontrados nos proteomas. E para cada pessoa, o conjunto de marcadores de proteína é único, o que nos permite distingui-lo claramente das outras pessoas.

Proteoma de cabelo médio em 60 americanos caucasianos (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653.s006)


Uma variedade de marcadores de proteínas em pessoas diferentes está associada a mutações pontuais que ocorrem nos genomas. Devido a essas mutações pontuais, um único polimorfismo de nucleotídeo (SNP) é observado , ou seja, uma sequência de DNA de apenas um nucleotídeo (A, T, G ou C) é diferenciada para formar dois ou mais alelos (por exemplo, T / C). Os polimorfismos de nucleotídeo único das regiões codificadoras são de dois tipos: sinônimo e não sinônimo. Os SNPs sinónimos deixam inalterada a sequência de aminoácidos da proteína, enquanto os SNPs não sinônimos alteram-na.


Verificação direta de alelos de SNPs não sinônimos. Ilustração do trabalho científico "Demonstração da identificação humana baseada em proteínas usando o proteoma do eixo capilar"

Com base em uma amostra de várias dezenas de pessoas, os cientistas estimam que o número coletado de marcadores é suficiente para identificar uma das cerca de 10.000 pessoas.


Perfis SNP não sinônimos com uma probabilidade estimada de perfil entre populações caucasóides e negróides. Ilustração do trabalho científico "Demonstração da identificação humana baseada em proteínas usando o proteoma do eixo capilar"

Os cientistas acreditam que o número total de marcadores individuais de proteínas em um proteoma humano pode ser de até 1000 peças. Além do cabelo, esses marcadores são encontrados em outros tipos de tecidos, incluindo células da pele, ossos e dentes. Os pesquisadores já começaram a explorar as possibilidades de identificar pessoas por marcadores de proteínas nos ossos e dentes.

Os pesquisadores calculam que, no futuro, a precisão das medições de proteoma permitirá a identificação de 1 pessoa em vários bilhões em apenas 90 a 100 marcadores de proteína.

Existe uma ligação direta entre marcadores de proteínas e DNA humano, porque é o DNA que controla a expressão de proteínas específicas. Assim, o proteoma é um tipo de "impressão" de DNA. Mesmo na ausência de DNA, a origem do indivíduo pode ser restaurada a partir desse elenco.

Agora, o procedimento para compilar um proteoma de acordo com uma amostra de cabelo leva 2,5 dias. Os cientistas estão confiantes de que, no futuro, a precisão da identificação por proteoma será aumentada e esse exame forense se tornará um procedimento de rotina.

Artigo científico "Demonstração da identificação humana baseada em proteínas usando o proteoma do eixo capilar"A revisão por pares ocorreu e em 7 de setembro de 2016 foi publicada em domínio público na revista PLOS ONE (doi: 10.1371 / journal.pone.0160653).

Source: https://habr.com/ru/post/pt397595/