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Epigenetics : Un outil neuf pour les détectives légaux

Thought LeadersDr Bruce R. McCordProfessor of ChemistryFlorida International University

Une entrevue avec M. Bruce R. McCord, conduit par Alina Shrourou, BSC

On lui a annoncé que vous vous présenterez dans des « méthodes analytiques dans le colloque légal de biologie et d'analyse de l'ADN » chez Pittcon 2018. Pourquoi les méthodes bioanalytical sont-elles importantes pour des médecines légales ?

Les méthodes analytiques se développantes peuvent aider les triers du fait, juges et les jurys, meilleurs comprennent les événements entourant les circonstances d'un crime. Dans l'analyse légale, nous parlons déterminant l'identité des personnes inconnues par l'ADN et employant l'ADN et d'autres signatures chimiques pour déterminer et expliquer les circonstances du crime.  

L'avantage des méthodes analytiques modernes est leur spécificité et la capacité d'effectuer l'analyse statistique sur des caractéristiques résultantes. Les exemples comprennent utilisant la fluorescence induite par laser pour trouver des niveaux de trace d'ADN amplifié à une scène du crime ou à employer l'analyse spectroscopique de trouver les souillures biologiques.

Ces précision et sensibilité accrue améliorées que les méthodes bioanalytical permettent, signifient que les scientifiques légaux peuvent aider l'extension de fortune une conclusion admissible sur ce qui s'est produit.

Quel sera le centre principal de votre entretien intitulé « Epigenetics légal, une méthode nouvelle pour l'identification de liquide organique et Phenotyping » ?

Je présenterai notre travail sur l'âge et le type de tissu. Nous expliquerons comment la méthylation épigénétique d'ADN permet la détermination du type de liquide organique, de l'âge de suspect, et de toute autre information des niveaux de trace des échantillons laissés aux scènes du crime.

© petarg/Shutterstock.com

Qu'est-ce que c'est méthylation épigénétique et comment peut être trouvé ?

Epigenetics concerne les changements de la fonction des gènes qui ne sont pas liés aux changements de la séquence d'ADN. Il est réputé que tout l'ADN humain soit identique, et est composé des mêmes bases de nucleiotide. Cependant, il est facile de voir que des cellules sont différenciées ont basé sur leur application - peau, muscle, os, etc. Ces différences sont le résultat des commutations moléculaires qui déterminent l'expression du gène.  

Un tel contact concerne la méthylation différentielle de la cytosine - une des quatre bases principales trouvées dans l'ADN. Il est courant pour trouver l'emplacement d'amont des gènes variés connus sous le nom d'îles de CpG (une base de cytosine immédiatement suivie d'une guanine) dans lesquelles les boîtiers des cytosines méthylés se produisent. Quand le niveau de méthylation d'un tissu spécifique est diagnostique, la procédure peut être employée pour déterminer le type de cellules. De même, l'autre emplacement dans le génome peut indiquer un âge de suspects.

La présence de la méthylation à cet emplacement peut être trouvée dans voies variées. Une méthode classique est d'employer l'ACP modifié par bisulfite. Ce procédé convertit chimiquement les paires de bases unmethylated de CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE en à paires de bases par la modification chimique et l'amplification d'ACP.

Des cytosines méthylés ne sont pas convertis. Le résultat de ce procédé alors est facilement affiché utilisant l'ADN ordonnançant des méthodes.

Veuillez donner les méthodes de ordonnancement impliquées avec localiser des lieux épigénétiques.

Nous employons principalement 3 méthodes pour afficher l'ADN et pour déterminer si la méthylation est présente aux lieux spécifiques. Premièrement, la caractéristique de choix de méthylation nous aide à déterminer les sites potentiels de l'intérêt pour le génome humain entier.  

Nous alors examinons et rayons cette caractéristique et recherchons le détail CpG dans les caractéristiques de choix qui peuvent indiquer la présence des séquences d'intérêt.  Nous concevons les amorces spécifiques pour viser des régions d'intérêt dans le génome et pour employer pyrosequencing pour déterminer si cet emplacement est probant. Cet emplacement est alors sondé utilisant l'ACP modifié par bisulfite et pyrosequencing.

Pour finir, à cause de la différence dans la température de fonte entre la CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE et aux basepairs, nous pouvons également viser l'emplacement utilisant l'ACP de temps réel avec la capacité de haute résolution de fonte tant que les grandes différences dans la méthylation sont présentes.

Comment la méthylation épigénétique peut-elle être employée dans la scène du crime ?

Nous employons cette procédure pour déterminer des niveaux de trace des liquide organiques. Ceci peut être particulièrement important dans les situations comportant des crimes tels que l'agression sexuelle ou le mauvais traitement à enfant, où le suspect est présent et la conclusion de leur ADN ne serait pas inattendue.

Cependant, le type d'ADN a récupéré - s'il est d'un liquide organique, comparé à des cellules de la peau par exemple, pourrait indiquer si un crime en fait s'était produit. De même, si un certain nombre de suspects sont recensés, la détermination de l'âge d'un échantillon inconnu provenant d'une scène du crime serait très importante.

Comment les lieux de CpG peuvent-ils sont-elles recenser les choix de mode de vie d'une personne et combien admissibles ces suppositions ?

Les choix de mode de vie tels que le fumage peuvent modifier le niveau de méthylation à certains CpG. Dans de nombreux cas, juste comme l'epigenetics spécifique de tissu, ces lieux sont liés aux gènes spécifiques qui sont activés par la nécessité du fuselage de négocier l'effet de mode de vie. La validité peut seulement être déterminée par détermination de fonction des gènes et expériences avec des échantillons de population, mais c'est un domaine de recherche important dans beaucoup de domaines biomédicaux.

Nous commençons juste à examiner ce domaine, mais nous notons la recherche précédente existe déterminant des tiges entre les bornes épigénétiques et les facteurs tels que le fumage.

Quelles caractéristiques est-ce que vous présenterez-vous pendant votre entretien et comment ceci compare à l'autre recherche dans le domaine ?

Tandis que toute la recherche légale traite l'identité, phenotyping et l'utilisation humaines en évaluant l'information biologique laissée par des suspects à une scène du crime, notre orientation est différente de la plupart d'autre recherche dans le domaine car nous visons des bornes d'intérêt pour la science légale. D'autres dans ce domaine davantage sont concernés par des applications biomédicales.

Pendant que les lieux épigénétiques proviennent avec l'ADN, nous pouvons employer le pouvoir d'être au fond de l'arbre d'expression du gène. En exécutant la modification de bisulfite avant l'amplification, nous avons un avantage quand il s'agit d'ADN phenotyping pendant que ceci signifie que notre procédé est résistant à l'inhibition et aux facteurs qui peuvent intervenir avec l'expression du gène. D'autres méthodes utilisant l'ARN ou les protéomiques comme utilisées dans la recherche traditionnelle de médecines légales, peuvent être sujettes à des variations d'expression du gène qui exigent la rectification.

Ainsi, nous envisageons qu'une partie de l'échantillon légal d'ADN peut être détournée pour l'âge et la détermination de tissu.  

Y a-t-il de autres avantages d'employer des lieux épigénétiques dans l'identification de liquide organique au-dessus d'autres méthodes ?

Il est important pour nous de s'assurer que nos surfaces adjacentes fonctionnent bien avec des techniques légales traditionnelles, de sorte qu'il plus facilement soit mis en application dans un laboratoire. Par conséquent, peut-être le plus grand avantage à l'analyse épigénétique est que l'extraction de l'échantillon et de la guérison de l'ADN est la même avec taper normal d'ADN et epigenetics légal.

Supplémentaire, car la méthylation concerne l'adhérence covalente, cette méthode est extrêmement stable - des échantillons plus de 20 années peuvent s'analyser de cette façon !

Où voyez-vous l'epigenetics se développer dans la biologie légale ?

Je vois l'epigenetics se développer comme outil pour complimenter l'ADN légal normal tapant, et notre travail est susceptible de contribuer à ce développement. Je pense que les futures méthodes comportant massivement l'ordonnancement parallèle (MPS), également connu sous le nom de prochain rétablissement ordonnançant (NGS), comprendront des procédures pour le génotypage simultané et l'analyse épigénétique.

Jusque avancer l'inducteur il est trop tôt de savoir.  Cependant, nous croyons que l'epigenetics peut être un outil important en sérologie de trace et dans des investigations légales sur les personnes pas encore dans une base de données due à sa capacité pour trouver l'âge et certaine information phénotypique.

Où peuvent les lecteurs trouver plus d'informations ?

Le papier concernant notre recherche peut être trouvé ici :

Madi, T., Balamurugan, K., Bombardi, R., Duncan, G., et McCord, B. (2012). La détermination des configurations spécifiques de méthylation du ‐ ADN de tissu dans les biofluids légaux utilisant la modification et pyrosequencing de bisulfite. Électrophorèse, 33 : 1736-1745.

Je voudrais reconnaître les stagiaires et les collaborateurs qui ont travaillés sur le projet ont cité, y compris Tania Madi, Joana Antunes, Debora Silva, Hussain Alghanim (FIU) Kuppareddi Balamurugan (U. Southern Mississippi) George Duncan (le bureau du shérif de Broward) et Clarice Alho (université catholique de Pontifico de Rio Grande do Sul, du Brésil). Je voudrais également remercier l'institut national de la justice de fournir le financement pour le travail, ainsi que l'assistance technique de Qaigen.

Il y a également un certain nombre d'autres papiers que vous pouvez se référer pour plus d'information :

  1. Alghanim, H., Antunes, J., Silva, D.S.B.S., Alho, C.S., Balamurugan, K., et McCord, B. (2017). Dépistage et bilan des bornes de méthylation d'ADN avérées aux lieux SCGN et KLF14 pour estimer l'âge humain. International de la Science légale : Génétique, 31 : 81-88.
  2. Antunes, J., Silva, D.S., Balamurugan, K., Duncan, G., Alho, C.S., et McCord, B. (2016). Discrimination légale des épithéliums vaginaux par analyse de méthylation d'ADN par pyrosequencing. Électrophorèse, 37 : 2751-2758.
  3. Silva, D.S., Antunes, J., Balamurugan, K., Duncan, G., Alho, C.S., et McCord, B. (2016). Études de développement de validation des bornes épigénétiques de méthylation d'ADN pour le dépistage des échantillons de sang, de sperme et de salive. International de la Science légale : Génétique, 23h55 - 63.
  4. Antunes, J., Silva, D.S., Balamurugan, K., Duncan, G., Alho, C.S., et McCord, B. (2016). Analyse à haute résolution de fonte de la méthylation d'ADN pour distinguer le sperme dans les souillures biologiques. Biochimies analytiques, 494 : 40-45.
  5. Soares Bispo Santos Silva, D., Antunes, J., Balamurugan, K., Duncan, G., Sampaio Alho, C., et McCord, B. (2015). Bilan des bornes de méthylation d'ADN et leur potentiel de prévoir le vieillissement humain. Électrophorèse, 36 : 1775-1780.

Au sujet de M. Bruce McCord

Bruce R. McCord est actuel professeur de la chimie analytique et légale à l'université d'International de la Floride.  Il a reçu BSC en chimie avec des honneurs de l'université de William et de Mary et son PhD en chimie analytique de l'université du Wisconsin Madison.

Ses intérêts actuels de recherches comportent le développement d'applications dans la détection légale de génomique, d'epigenetics, de microfluidics et de nanoscale. Les champs de recherche importants comprennent le développement des techniques améliorées pour l'analyse génétique utilisant l'électrophorèse capillaire et microfluidic, l'ordonnancement d'ADN et le QPCR.  

Il a également des efforts de recherche dans des applications toxicologiques de spectrométrie de masse, de spectroscopie améliorée de Raman de surface et de microfluidics.

Il actuel sert de député Editor à l'électrophorèse de tourillon et est un membre des bureaux de rédaction pour le tourillon de la Science légale et le tourillon de la chimie légale.  Il a publié plus de 100 articles observés par pairs et 12 chapitres de livre et a reçu un diplôme 20 stagiaires de PhD, 15 stagiaires de milliseconde et a dirigé 12 chercheurs post-doctoraux. En 2008 il a reçu la récompense de Paul Kirk de l'AAFS basé sur ses cotisations à l'inducteur du criminalistics.

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