Bilgiustam
Türkiye'nin Bilgi Sitesi

Adli Epigenetik Nedir, Nasıl İşlev Görür?

0 10

Adli araştırma, DNA tanımlama teknolojisi tarafından güçlü bir şekilde desteklenmektedir. İnanılmaz derecede faydalı olsa da, bu analitik yöntemler, vücut sıvısı tanımlaması, yaş tahmini ve hatta ikizler arasında ayrım yapma gibi insan kimliğinin ötesinde ek bilgi sağlama yetenekleriyle sınırlıdır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, adli epigenetiklerin gelişen alanı, adli araştırmacılara daha sağlam ve hassas olay yeri değerlendirmeleri sunmaktadır. Bu yazıda epigenetiğin adli analizlerde nasıl kullanıldığına dair bilgiler bulunmaktadır.

DNA Profil Oluşturma Sınırlamaları

Adli uygulamalar için DNA profil oluşturma ile ilişkili avantajlardan bazıları, tipik olarak bir bireyin ömrü boyunca değişmeyen DNA profillerinin stabilitesi ve sağlamlığıdır. Ayrıca, bir bireyin DNA profili, nadir kimerizm söz konusu olduğu sürece, hangi vücut sıvısının örneklendiğinden bağımsız olarak tipik olarak aynı kalacaktır. Adli tıpta yaygın kullanımına ve değerine rağmen, DNA profili oluşturma ile ilgili bazı sınırlamalar vardır. Örneğin, DNA profili oluşturma geleneksel vücut sıvısı tanımlama (BFID) yöntemlerine kıyasla daha fazla hassasiyet sunsa da, DNA’nın hangi vücut sıvısından kaynaklandığı hakkında bilgi sağlama yeteneği sınırlıdır.
Tecavüz vakalarında, bir meni örneği ile bir deri örneği arasında ayrım yapılamaması zararlı olabilir. Adli bilim adamları, bu nedenle epigenomik analizlerin bu tür sınırlamaları başarıyla aşabileceği yolları araştırmışlardır.

Epigenetik Nedir?

Tanım olarak, epigenetik, bir bireyin gen ekspresyonundaki kalıtsal değişikliklere ve DNA sekanslarındaki değişiklikler dışındaki faktörlerden kaynaklanan fenotiplere karşılık gelmektedir. Epigenetik mekanizmaların bazı örnekleri, bitişik sitozin ve guanin nükleotidleri içeren bir CpG DNA bölgesinin metilasyonu, translasyon sonrası histon modifikasyonları (yani asetilasyon veya metilasyon) veya RNA ile ilişkili susturma gibi DNA bazı modifikasyonlarını içermektedir. Bu epigenetik süreçler genellikle sonuçta genlerin inaktivasyonuna yol açabilen hem akut hem de kronik çevresel etkilerin cevabıdır. Epigenetiğin önemli etkisi, bu genetik alanının bilimsel disiplinlerde geniş çapta incelenmesine neden olmuştur.

Bireysel Epigenetik Parmak İzleri

Bir bireyin epigenetik parmak izi, her bireyin çevresel faktörlere yaşam boyu moleküler tepkileri sonucunda yaşamları boyunca yaşayacağı epigenomik varyasyonu ifade etmektedir. Adli tıp içinde, bir bireyin epigenetik parmak izlerinin saptanması tipik olarak kısa tandem tekrarlarının (STR) veya tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP) karakterizasyonu olan DNA profili ile gerçekleştirilir. Son birkaç yıldır, CpG sahaları arasındaki DNA metilasyon farklılıklarını ölçerek epigenetik varyasyonun araştırılmasına izin vermek için önemli çabalar sarf edilmiştir.

Adli Epigenetik Uygulamaları

Vücut sıvılarının ve dokularının belirlenmesi
2011 yılında, DNA metilasyon bazlı dokuların ilk araştırması gerçekleştirilmiştir. O zamandan beri, birçok şirket tarafından dokuya özgü çeşitli CpG biyo belirteçleri geliştirilmiştir. Örneğin, Illumina HumanMethylation450 Beadchip mikrodizisi tarafından tanımlanan 150 dokuya özgü markörden, bunlardan dokuzu, adli araştırmacılara kan, tükürük, meni, vajinal sıvı ve adet kan örneklerinin ayırt edilmesinde yardımcı olabilecek DNA metilasyon markerleridir.
Benzer şekilde, sekiz CpG ve iki kontrol markeri, metilasyona özgü bir kısıtlama enzimi polimeraz zincir reaksiyonu (MSRE) -PCR sistemine dayanan bir Illumina 450 K 10-pleks tahlilinin temelini oluşturur. Yukarıda bahsedilen yöntemlere ek olarak, birkaç araştırmacı kantitatif PCR’nin (qPCR) tek doku DNA metilasyon belirteçlerini tanımlamak için kullanılabilecek oldukça hassas ve hızlı bir teknik olduğunu bulmuştur. Hem kan hem de meni analizi için CpG bölgelerinde metillenmemiş ve metillenmiş alelleri tanımlayabilen iki problu dubleks qPCR yöntemleri kullanılmıştır.
Yaş tayini
Hem canlı hem de ölen bir bireyin yaşını belirleme yeteneği, adli soruşturmalar sırasında ve potansiyel suçluların tanımlanması için inanılmaz derecede yararlı bir araçtır. İnsanlar yaşlandıkça, epigenetik yapıları farklı çevresel faktörlere maruz kalmaları sonucunda değişmektedir. Adli tıp içinde epigenetiğin en yaygın uygulamalarından biri, bilinmeyen bir bireyin yaşını tahmin etmek için DNA metilasyon profillerinin kullanılmasıdır.
Tam kan analizlerine bağımlı olan geleneksel adli yaş tahmincileri ile karşılaştırıldığında, Illumina 450 K mikrodizi platformu, yaş tayini için tükürük örneklerinde altı CpG bölgesini başarıyla tanımlamıştır. Teknoloji liderliğindeki Illumina’nın başarısı, Illumina 450 K tükürük belirteçlerini kan ve bukkal hücre örnekleri için yaşa bağlı belirteçlerle birleştiren yeni bir 7-pleks metilasyon SNaPshot® sistemi geliştirmedeki başarısından dolayıdır.
Farklılaştırıcı monozigotik ikizler
Adli tıptaki en büyük zorluklardan biri, monozigotik (daha yaygın olarak özdeş olarak adlandırılır) ikizleri ayırt etme yeteneğinin sınırlı olmasıdır. Tek yumurta ikizleri hemen hemen aynı DNA dizilerini paylaştıklarından, daha sonra hemen hemen aynı adli DNA profillerini de paylaşmaktadırlar. Ultra derin tam genom dizilemesinin, özdeş ikiz deneklerin SNP’lerinde kişiye özgü somatik mutasyonları tanımladığı bulunmasına rağmen, bu yaklaşım kullanıcılar için genellikle kapsamlı ve maliyetli olabilir.
Adli bilim adamları, monozigotik ikizlerin ayrımcılığına yardımcı olmak için epigenetik farklılıkların analizine yönelmişlerdir. Monozigotik ikizlerin epigenetik farklılıkları üzerine yapılan son çalışmalar, hem sağlıklı hem de hastalık uyumlu aynı ikizlerin, çevresel maruziyetleri ve fenotip ile ilgili moleküler olayların büyük olasılıkla değişebileceği için belirgin epigenetik farklılıklar göstereceğini göstermiştir.

Adli Bilimlerde Epigenetiğin Yeni Kullanımları

Bu bilgiyi kullanmak için, adli bilim adamları 12 ikiz grubun CpG bölgelerinde bazı farklılıklar bulan genom çapında metilasyon paterni karşılaştırmaları kullanmışlardır. Bununla birlikte, küçük örneklem büyüklüğü nedeniyle, aynı ikizlerde bu değiştirilmiş metilasyon bölgelerinin rolünü ve işlevini doğrulamak için çok daha büyük bir çalışma gerekmektedir.
Kan gibi vücut sıvıları, suç mahallinden elde edilen en önemli biyolojik kanıtlar arasındadır. Donörün tanımlanması STR profili ile yapılabilir; ancak doku türü veya donörün yaş gibi fiziksel görünümü hakkında ek bilgilerin çıkarılması polis soruşturmasında çok yararlı olabilir. İlk olarak, mevcut dokuya özgü mRNA tabanlı sistemlerin performansı işbirlikçi egzersizler yoluyla değerlendirilmiştir. Önerilen tüm yöntemlerin oldukça hassas olduğu gösterilmiştir; bununla birlikte özellikle vajinal tespit için markörlerin özgüllüğü ile ilgili konular gözlenmiştir. Karmaşık vaka örneklerinin analiz edilmesi, vaka çalışmalarında mRNA profili oluştururken yorumlama yönergelerine ve bir puanlama sisteminin kullanılmasına ihtiyaç olduğunu ortaya koymuştur.
Üç yaklaşım kullanılarak, 18 farklı lokustaki çeşitli dokuya özgü farklı metillenmiş CpG sahaları, adli açıdan çeşitli çeşitli vücut sıvıları ve dokuları analiz edilerek değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, bir dizi uygun kana ve meni-spesifik markör yaşlı ve sahte vaka örnekleri kullanılarak valide edilmiştir; ancak, tükürük, vajinal sıvı ve adet kanı gibi diğer dokuların tanımlanması zor görünmektedir. Yaş tahmini ile ilgili olarak, genom çapında DNA metilasyon çalışmalarından yaşa bağlı bir dizi CpG bölgesi seçilmiş ve kan metilasyon seviyelerinin yaşla korelasyonu iki sekanslama platformunda değerlendirilmiştir.
16 CpG bölgesinin bir alt kümesini kullanarak ve yapay sinir ağlarının özelliklerinden yararlanarak, 1.156 kan örneğinde yaş doğru tahmin edilebilir (ortalama 4.1 yıl hatası). Önerilen tahmin modelinin uygulanabilirliği, yeni nesil dizileme yoluyla da test edilmiştir. Bu sonuçları vaka çalışmalarında uygulamadan önce daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, epigenetiğin önerilen adli uygulamalara ışık tutabileceği sonucuna varılabilir.

Kaynakça:
https://www.nature.com/scitable/topicpage/epigenetic-influences-and-disease-895
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379073818303992

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Bunları da beğenebilirsin

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.