Эпигенетика поможет отличить ДНК идентичных близнецов
С начала своего использования в криминалистике в 1980-х годах метод ДНК-профилирования стал незаменимым инструментом для специалистов, занимающихся расследованием различных преступлений. Недавно исследователям из университета Хаддерсфилда, работающим под руководством доктора Грэхема Уильямса (Graham Williams), удалось преодолеть одно из ограничений этой технологии – они разработали подход, позволяющий отличать ДНК или «генетические отпечатки пальцев» идентичных близнецов.
Вероятность полного совпадения ДНК двух не состоящих в родственных связях людей составляет примерно 1 шанс на миллиард. Для сиблингов (родных братьев и сестер) она увеличивается до 1 шанса на 100 000. Однако последовательности нуклеотидов в ДНК идентичных (однояйцовых) близнецов являются точными копиями друг друга. Это очень сильно затрудняет работу криминалистов, работающих над выяснениями обстоятельств преступлений, в которых были замешаны близнецы. Из-за риска наказания невиновного в таких случаях нередко принимается решение об отказе от уголовного преследования.
По словам доктора Уильямса, методы идентификации ДНК близнецов предлагались и ранее. Один из них, известный как «анализ мутаций», предполагает полное секвенирование геномов обоих близнецов для идентификации мутаций, которые могли появиться в геноме одного из них. Если такая мутация обнаруживается, в собранном на месте преступления биологическом материале проводится ее прицельный поиск. Однако этот подход требует огромных финансовых и временных затрат, что делает его неприемлемым в реальных условиях работы криминалистической службы.
Разработанный авторами метод представляет собой гораздо более дешевую альтернативу, обеспечивающую получение результатов в короткие сроки. За его основу взята концепция метилирования ДНК, фактически являющегося молекулярным механизмом, обеспечивающим активацию и инактивацию различных генов.
В течение жизни выраженность отличий между идентичными близнецами усиливается в силу роста различий между воздействующими на них факторами окружающей среды. Например, один из близнецов может начать курить или один выберет работу на открытом воздухе, тогда как другой будет работать в офисе. Все это будет вызывать различные изменения в статусе метилирования ДНК.
Для быстрого и сравнительно недорого анализа отличий в статусах метилирования исследователи предлагаю использовать метод, получивший название «анализ кривой плавления с высоким разрешением» (от англ. «high resolution melt curve analysis», (HRMA)».
Метод заключается в нагревании образца ДНК с постепенным повышением температуры до достижения температуры плавления, при которой наступает полный разрыв водородных связей. Чем больше водородных связей содержит ДНК, тем выше температура плавления. Если последовательности ДНК отличаются по степени метилирования, соответствующим образом будут отличаться и их температуры плавления. Это различие можно оценить количественно и использовать для выявления различия между идентичными близнецами.
В то же время разработчики признают, что новый метод имеет ряд ограничений. ДНК выросших в одинаковых условиях молодых близнецов может не иметь достаточных различий в профилях метилирования. Помимо этого для осуществления методики требуется достаточно большое количество биологического материала, которое далеко не всегда удается получить на месте преступления.
Однако, в любом случае, предлагаемый подход представляет собой значительный прогресс в разработке сравнительно дешевого и быстрого метода выявления различий между идентичными близнецами в криминалистических целях.
Статья Leander Stewart et al. Differentiating between monozygotic twins through DNA methylation-specific high-resolution melt curve analysis опубликована в журнале Analytical Biochemistry.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Huddersfiel:
Crime scene discovery – separating the DNA of identical twins.
24.04.2015