Войти
Эпигенетика в судебной медицине наука - это применение эпигенетики для раскрытия преступлений.
Судебная медицина использует ДНК в качестве доказательства с 1984 года, однако это не дает информации о каких-либо изменениях в личности с момента рождения и не будет полезен при различении идентичных братьев и сестер. В центре внимания эпигенетики в области судебной медицины находятся ненаследственные изменения, такие как старение и болезни.
Эпигенетика включает в себя любые изменения ДНК, которые не влияют на последовательность, а вместо этого влияют на активность ДНК, например как уровень транскрипции определенного гена. Эти изменения могут передаваться от поколения к поколению через зародышевую линию или возникать после рождения из-за факторов окружающей среды. У людей и других млекопитающих динуклеотиды CpG являются основной последовательностью, которая развивает метилирование, и поэтому большинство исследований пытается найти уникальные сайты метилирования. Есть несколько сайтов метилирования, которые были определены как причина влияния окружающей среды в результате возраста, образа жизни или определенных заболеваний.
Метилирование ДНК является распространенной эпигенетической меткой, изучаемой в качестве потенциального доказательства в судебной медицине. В отличие от ДНК, реалистичное метилирование ДНК с меньшей вероятностью будет внедрено на месте преступления.>Современные методы изготовления ДНК обычно исключают важные метки метилирования, обнаруженные в биологических тканях, что позволяет подтвердить личность человека при оценке улик.
Для анализа метилирования можно использовать множество различных тканей.
Влияние криоконсервации на эпигенетические метки в тканях - это новая область исследования. Основное внимание в этом исследовании уделяется ооцитам и сперматозоидам для целей вспомогательных репродуктивных технологий, однако оно может быть полезно в судебной медицине для сохранения доказательств. Метилирование может быть проанализировано в свежей ткани, которая подвергается криоконсервации в течение 24 часов после смерти, а затем может быть проанализировано в этой ткани на срок до 1 года. Если ткань зафиксирована формалином или разложилась, анализ метилирования сделать намного сложнее.
Хотя кровь является основным образцом, используемым в исследованиях, большинство тканей неизменно показывают, что метилирование увеличивается в раннем возрасте и медленно снижается в глобальном масштабе на протяжении позднего взросления. Этот процесс называется эпигенетическим дрейфом.
эпигенетические часы относятся к сайтам метилирования, которые сильно связаны со старением. Эти сайты постоянно меняются у разных людей и поэтому могут использоваться в качестве маркеров возраста для человека. Некоторые модели были разработаны для прогнозирования возраста конкретных образцов, таких как слюна и буккальные эпителиальные клетки, кровь или сперма, но другие были созданы для старения любых тканей. В 2011 г. в генах KCNQ1DN, NPTX2 и GRIA2 были обнаружены три значимых гиперметилированных сайта CpG, связанных со старением, во всех выборках. Предполагаемый возраст для более чем 700 образцов имел среднее абсолютное отклонение от хронологического возраста (MAD) 11,4 года. Два года спустя почти 8000 выборок были использованы в эластичной чистой регуляризованной регрессии для создания новой модели прогнозирования возраста. В результате для прогнозирования возраста было выбрано 353 сайта CpG, а MAD модели составил 3,6 года.
Имеются данные о том, что определенные сайты метилирования связаны с циркадными часами, то есть в образце может быть время суток, связанное с их смертью из-за меток метилирования. В цельной крови человека уровни гомоцистеина плазмы и глобального метилирования ДНК меняются в течение дня. Пик уровня гомоцистеина наступает вечером и достигает минимума в течение ночи, в то время как метилирование ДНК происходит по обратной схеме. Другие исследования на крысах показали, что экспрессия DNMT3B и других ферментов метилирования колеблется в зависимости от циркадных часов и может регулироваться циркадными часами. Другой фактор, связанный с метилированием, MECP2, фосфорилируется суперхиазматическим ядром в ответ на передачу светового сигнала. В группе субъектов, умерших по разным причинам, имело место частичное метилирование промоторов PER2, PER3, CRY1 и TIM, которые являются важными генами, контролирующими циркадные часы. Метилирование CRY1 варьировалось в тканях человека и между двумя людьми, однако разница между людьми могла быть связана с воздействием метамфетамина.
В настоящее время изучается возрастная модель с использованием дентина из зубов. Было обнаружено более 300 генов, которые являются частью одонтогенеза, и довольно много генов влияют на эпигеном. Например, JMJD3 представляет собой гистоновую деметилазу, которая модифицирует метилирование гомеобокса и морфогенетических белков кости. В настоящее время проводятся дополнительные исследования, чтобы дифференцировать генетические, эпигенетические и экологические факторы метилирования в зубах, чтобы алгоритмы старения были более точными.
Раньше измерение различий между наборами зубов производилось штангенциркулем, но 2D и 3D изображения стали более доступными и позволяют повысить точность измерений. Разрабатываются новые программы для анализа этих изображений зубов. Исследования монозиготных близнецов показывают, что 8-29% изменений между зубами близнецов связаны с окружающей средой. Несколько исследований монозиготных близнецов показали, что, когда у них есть дефект зуба, такой как врожденное отсутствие или лишние зубы, у близнецов может быть одинаковое количество или положение дефектного зуба, но иногда не оба этих фактора.
Монозиготные близнецы предоставляют информацию об эпигенетических различиях, которые не связаны с генетическими факторами. Эпигенетические маркеры больше всего различаются у монозиготных близнецов, которые проводят время порознь или имеют совсем другой анамнез. По мере взросления близнецов их метилирование и ацетилирование гистонов H3 и H4 все больше различаются. Эти отметки характерны для изменений окружающей среды между близнецами, а не для изменений метилирования в результате общего старения. Частота несоответствия болезни между монозиготными близнецами обычно превышает 50%, включая наследственные заболевания. Это не коррелирует с уровнем распространенности заболевания.
Различия в фенотипическом метилировании у близнецов, дискордантных по биполярному расстройству, шизофрении или системной красной волчанке, больше, чем в неродственных случаях. Нет разницы между дискордантными близнецами по ревматоидному артриту или дерматомиозиту. Ограничением текущих исследований дискордантности болезни близнецов является отсутствие исходного эпигенетического профиля близнецов до того, как у них разовьется болезнь. Этот базовый уровень будет использоваться, чтобы различать изменения окружающей среды между близнецами, чтобы сузить участки метилирования, связанные с заболеванием. Несколько исследований получают эпигенетические профили новорожденных для долгосрочных исследований.
