Использование ДНК в судебной энтомологии
| Часть серии о |
| Судебная медицина |
|---|
 |
Судебная энтомология состоит из трех подобластей: городской энтомологии , хранимой продукции и медико-криминальной энтомологии. Эта статья посвящена медико-криминальной энтомологии и анализу ДНК различных кровососущих насекомых.
Судебная энтомология может быть важным аспектом для правоохранительных органов. Благодаря объему информации, которую можно собрать, следователи могут более точно определить время смерти, местонахождение, время нахождения тела в определенном месте, перемещалось ли оно и другие важные факторы.
Экстракция кровяной муки
[ редактировать ]Чтобы извлечь кровь из брюшка насекомого для выделения и анализа ДНК , насекомое сначала необходимо убить, поместив его в 96% этанол . Убитое насекомое можно хранить при температуре -20°С до проведения анализа. Когда придет время анализа, ДНК необходимо извлечь путем рассечения заднего конца брюшной полости и сбора 25 мг ткани. Разрез на животе следует делать лезвием бритвы как можно ближе к задней части, чтобы не попасть в желудок. [1] С помощью набора для экстракции ДНК ДНК извлекается из ткани. Если ДНК смешана с образцами более чем одного человека, ее разделяют с помощью видоспецифичного праймера. После извлечения и выделения образец ДНК проходит полимеразную цепную реакцию (ПЦР), амплифицируется и идентифицируется.
ПЦР работает путем анализа видоспецифичной митохондриальной ДНК . ПЦР в настоящее время является наиболее распространенным методом идентификации видов. Это связано с тем, что он очень чувствителен, поскольку требует лишь небольшого количества биологического материала, а также может использовать не особенно свежий материал. Образец можно заморозить и хранить, сохраняя при этом возможность использования для последующей ПЦР.
ДНК требуется один час, чтобы достичь брюшка насекомого, поэтому ДНК может быть амплифицирована через один-сорок четыре часа после кормления насекомого. Некоторые исследования показывают, что источник кровяной еды можно определить в течение двух месяцев после кормления.
Чтобы амплифицировать ДНК, ее необходимо сначала денатурировать, подвергая воздействию температуры 95 °C в течение одной минуты, а затем провести тридцать циклов тридцатисекундного воздействия при температуре 95 °C. Затем денатурированную ДНК смешивают со специфическим праймером. Хроматографию . проводят на 2% агарозном геле, окрашивают и просматривают с помощью УФ-флуоресценции ДНК идентифицируется путем поиска повторяющихся элементов, специфичных для генома, и путем сравнения ее с известными примерами.
Насекомые-гематофаги, имеющие судебно-медицинское значение
[ редактировать ]Человека постоянно питают насекомые -гематофаги (кровопитающие). Проглоченную кровь можно восстановить и использовать для идентификации человека, у которого она была взята. Следы укусов и реакции на укусы можно использовать, чтобы определить местонахождение человека в месте, где обитают эти насекомые.
Заказать двукрылых
[ редактировать ]Среди мух ( Diptera ) были использованы: [2]
- Комары семейства Culicidae.
- Из-за неустойчивого пищевого поведения комары могут предоставить ценные доказательства ДНК. [3] Мультиплексная ПЦР позволяет надежно идентифицировать укушенных особей всего от одного комара. [4] даже через несколько дней после приема кровяной еды. [5] [6] Насекомых необходимо будет собрать как можно скорее из-за их высокой подвижности, переваривания потребляемой крови (деградации ДНК) и многократного кормления, хотя мертвые экземпляры также являются потенциально ценным источником ДНК-доказательств. [7] Исследования сосредоточены на комарах из-за их широкого распространения и способности питаться людьми.
- Москиты семейства Ceratopogonidae.
- Мухи цеце, семейство Glossinidae.
- Овцы кеды, семейство Hippoboscidae.
- Стабильные и роговые мухи, семейство Muscidae.
- Москиты, семейство Psychodidae , подсемейство Phlebotominae.
- Бекасы, семейство Rhagionidae
- Черные мухи, семейство Simuliidae
- Слепни, семейство Tabanidae
Заказать Сифонаптера
[ редактировать ]Здесь перечислены блохи, с которыми часто сталкиваются люди, и которые потенциально могут быть использованы для идентификации ДНК.
- Sticktight и блоха чиго , семейство Hectopsyllidae (ранее Tungidae)
- Кошачья блоха ( Ctenocephalides felis )
- Северная крысиная блоха ( Nosopsyllus fasciatus ).
- Человеческая Pulex irritansблоха
- Восточная крысиная блоха ( Xenopsylla cheopis )
Заказать полужесткокрылых
[ редактировать ]- Постельный клоп ( Cimex lectularius )
Cimex lectularius — облигатный паразит человека. Тестирование выборки популяции постельных клопов в доме и проверка на укусы могут выявить возможных недавних посетителей строения, поскольку было замечено, что они кормятся примерно раз в неделю в умеренных условиях. [8] Недавнее возрождение популяций клопов в Северной Америке, а также растущий интерес к области судебной экспертизы могут доказать, что клопы являются полезными инструментами расследования. [9] Недавние исследования показали, что человеческую ДНК можно извлечь из постельных клопов в течение 60 дней после кормления, что демонстрирует потенциальное использование этого насекомого в судебной энтомологии. [10] [11]
- Жуки-убийцы, семейство Reduviidae.
Заказать Phthiraptera
[ редактировать ]Вши могут быть индикаторами контакта с другим человеком. Многие виды, тесно связанные с человеком, могут легко передаваться между особями. Идентификация ДНК нескольких людей, употребляющих кровь платяных и головных вшей, была продемонстрирована в лабораторных условиях. [12]
Подотряд Аноплюра
[ редактировать ]- Головная Pediculus humanus capitisвошь
- Тело Pediculus humanus humanusвошь
- Лобковая вошь ( Pthirus pubis )
Другие членистоногие
[ редактировать ]Заказать Иксодида
[ редактировать ]Из-за низкой вероятности того, что клещ оторвется и упадет на землю на месте преступления, они могут оказаться не очень полезными, независимо от большого количества крови и лимфы , которые они проглотят. Однако если в интересующей зоне будет обнаружен набухший клещ, он, скорее всего, будет содержать достаточно генетического материала для идентификации.
Анализ собранной ДНК
[ редактировать ]ДНК-идентификация видов может быть полезным инструментом в судебной энтомологии. [13] Хотя он не заменяет традиционную идентификацию видов посредством визуальной идентификации, его можно использовать для различения двух видов с очень похожими или идентичными физическими и поведенческими характеристиками. [14] тщательная идентификация вида с Прежде чем приступить к анализу ДНК, необходима помощью традиционных методов. Эту ДНК можно получить практически из любой части насекомого, включая тело, ногу, щетинки, усики и т. д. В мире описано около миллиона видов и многие другие до сих пор не идентифицированы. Проект под названием « Штрих-код жизни » был начат доктором Полом Д.Н. Хебертом , в рамках которого он идентифицировал ген, который используется в клеточном дыхании всеми видами, но у каждого вида различен. Эта разница в последовательности может помочь энтомологам легко идентифицировать два похожих вида.
Секвенирование ДНК в основном выполняется в три этапа: полимеразная цепная реакция (ПЦР), за которой следует реакция секвенирования, а затем гель -электрофорез . ПЦР — это этап, на котором длинная цепочка хромосом расщепляется на гораздо более короткие и пригодные для работы части. Эти кусочки используются в качестве шаблонов для создания набора фрагментов. Эти фрагменты отличаются по длине друг от друга одним основанием, что помогает при идентификации. Затем эти наборы фрагментов разделяют с помощью гель-электрофореза. [15] В этом процессе используется электричество для разделения фрагментов ДНК по размеру при их движении через гелевую матрицу. При наличии электрического тока отрицательная цепь ДНК движется к положительному полюсу тока. Меньшие фрагменты ДНК проходят через поры геля гораздо легче/быстрее, чем более крупные молекулы. В нижней части геля фрагменты проходят через лазерный луч, который излучает определенный цвет в зависимости от проходящей основы.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Писарро, Хуан и др. «Способ идентификации муки крови морских свинок у переносчика болезни Чангаса, Triatoma infestans» в журнале Kinrtoplastid Biol Dis., V. 6, 2007.
- ^ Гибсон Г., Торр С.Дж. (1999)Визуальные и обонятельные реакции гематофагов двукрылых на стимулы хозяина. Медицинская и ветеринарная энтомология : Том 13: стр. 2–23.
- ^ С. Спиталери, К. Романо, Э. Ди Луиза, Э. Джинестра, Л. Сараво, Генотипирование человека.ДНК, обнаруженная у комаров, найденных на месте преступления, Int Congr. Сер. 1288 (2006) 574–576.
- ^ Курич, Горан; Херцог, Раджна; Врселя, Звонимир; Вагнер, Ясенька (2014). «Идентификация личности и количественная оценка ДНК человека, полученной от комаров (Culicidae)». Международная судебно-медицинская экспертиза: Генетика . 8 (1): 109–112. дои : 10.1016/j.fsigen.2013.07.011 . ПМИД 24315597 .
- ^ Чоу-Шаффер, Э; Сина, Б; Хоули, Вашингтон; Де Бенедиктис, Дж; Скотт, ТВ (2000). «Лабораторная и полевая оценка судебно-медицинского профилирования ДНК на основе полимеразной цепной реакции для использования в идентификации источников Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) из человеческой крови» . Журнал медицинской энтомологии . 37 (4): 492–502. дои : 10.1603/0022-2585-37.4.492 . ПМИД 10916289 . S2CID 11153465 .
- ^ Курич, Горан; Херцог, Раджна; Врселя, Звонимир; Вагнер, Ясенька (2014). «Идентификация личности и количественная оценка ДНК человека, полученной от комаров (Culicidae)». Международная судебно-медицинская экспертиза: Генетика . 8 (1): 109–112. дои : 10.1016/j.fsigen.2013.07.011 . ПМИД 24315597 .
- ^ Спиталери, С.; Романо, К.; Луиза, Э. Ди; Джинестра, Э.; Сараво, Л. (2006). «Генотипирование ДНК человека, полученной от комаров, найденных на месте преступления». Межд. Конгресс Сер . 1288 : 574–576. дои : 10.1016/j.ics.2005.11.055 .
- ^ Рейнхардт К., Шива-Джоти М. (2007) Биология постельных клопов (Cimicidae). Анну. Преподобный Энтомол.: Том 52, стр. 351–74.
- ^ « Информация о постельных клопах (идентификация, биология и контроль) » Гарвардский университет, Экологическая гигиена и безопасность, 2005. По состоянию на 19 марта 2008 г.
- ^ Салански, Ал.; Остин, JW; МакКерн, Дж.А.; Маккой, Т.; Стилман, CD; Миллер, DM (2006). «Анализ динамики питания крови постельных клопов «Cimex lectularius» L. (Hemiptera: Cimicidae) с использованием ПЦР». Журнал сельскохозяйственной и городской энтомологии . 23 : 237–241.
- ^ Салански, Ал.; Остин, JW; МакКерн, Дж.А.; Стилман, CD; Миллер, DM; Золото, RE (2006). «Выделение и характеристика ДНК человека из крови постельного клопа «Cimex lectularius» L. (Hemiptera: Cimicidae)». Журнал сельскохозяйственной и городской энтомологии . 23 : 189–194.
- ^ Мумкуоглу, Кентукки; Галлили, Н; Решеф, А; Браунер, П; Грант, Х (2004). «Использование человеческих вшей в судебной энтомологии» . Журнал медицинской энтомологии . 41 (4): 803–806. дои : 10.1603/0022-2585-41.4.803 . ПМИД 15311479 .
- ^ Уэллс, Джей Ди; Стивенс, младший (2008). «Применение ДНК-методов в судебной энтомологии». Ежегодный обзор энтомологии . 53 : 103–120. дои : 10.1146/annurev.ento.52.110405.091423 . ПМИД 17685848 .
- ^ Мэнсфилд, Бетти. « ДНК-криминалистика ». Информация о проекте «Геном человека». 21 февраля 2008 г. 2 марта 2008 г.
- ^ Клуг, Уильям и Майкл Каммингс. Основы генетики. 6-е изд. Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2007.