Идентификация жертв пожаров с помощью ДНК-анализа: что криминалистика перенимает у археологии
Идентификация жертв после пожаров представляет особую сложность. После лесного пожара в Лахайне, Гавайи, власти собирают образцы ДНК у родственников пропавших, чтобы помочь опознать погибших.
Как работает судебно-медицинский ДНК-анализ?
В типичном расследовании ДНК экстрагируют из образцов (крови, тканей, костей) с места происшествия. Метод полимеразной цепной реакции (PCR) позволяет амплифицировать даже небольшое количество молекул ДНК. Для идентификации обычно анализируют набор высокоповторяющихся маркеров — короткие тандемные повторы (short tandem repeats). В США анализируют 20 таких маркеров, а полученные аллельные профили загружают в базу данных FBI's Combined DNA Index System (CODIS) для поиска совпадений. Родственники пропавших делятся с жертвами процентом аллелей (например, родители и дети — 50%).
Проблема деградированной ДНК
После смерти ДНК повреждается под действием ферментов разложения и факторов окружающей среды. Скорость деградации выше в теплой, влажной, кислой среде и ниже в холодной, сухой, нейтральной или слабощелочной. Сохранность ДНК также сильно варьирует в разных тканях и костях. Например, после атак 11 сентября 2001 года наиболее успешной была идентификация по костям ног и стоп.
Повреждения ДНК бывают разными:
- Разрывы цепи, затрудняющие анализ.
- Химические модификации, изменяющие исходную последовательность (например, деаминирование цитозина под воздействием воды, из-за которого он читается как тимин).
- Сшивки (cross-linking) под действием химикатов или УФ-света, которые "связывают" ДНК в узлы, мешая работе ферментов PCR.
Методы из археологии
Для работы с деградированным генетическим материалом, как в древних останках, применяют несколько подходов:
- Отбор образцов: целевыми являются плотные кости или зубы, менее проницаемые для среды.
- Методы экстракции: оптимизированы для восстановления коротких фрагментов ДНК.
- Анализ коротких маркеров: используют PCR для амплификации мини-коротких тандемных повторов или участков митохондриального генома. Митохондриальная ДНК присутствует в сотнях копий на клетку, что облегчает анализ, но она не уникальна для индивидуума, так как передается по материнской линии.
- Новые методы: тестируют подходы из области древней ДНК, например, ферменты для удаления химически модифицированных нуклеотидов (деаминированного цитозина) и метод целевого обогащения (targeted enrichment) с использованием "приманок" для вылавливания специфических последовательностей.
Анализ ДНК обожженных останков
При интенсивных пожарах ДНК сильно фрагментируется. Высокие температуры разрывают связи между молекулами, включая нуклеотиды.
Исследования, классифицирующие степень обугливания костей по цвету и составу, показали, что существует значительный порог деградации ДНК при достижении костями температуры от 662°F (350°C) до 1022°F (550°C).
- Для сравнения: коммерческая кремация — 1400°F–1600°F (760°C–871°C) в течение 30–120 минут.
- Пожар в автомобиле может достигать 1652°F (900°C), но длится меньше.
Вероятность получения высококачественных данных по коротким тандемным повторам или митохондриальной ДНК (как судебными, так и методами древней ДНК) значительно снижается при температурах выше 1022°F (550°C).
Вывод: с ростом температуры и времени воздействия количество пригодной для анализа ДНК уменьшается. Это может приводить лишь к частичным ДНК-профилям, что ограничивает возможность надежного сопоставления с родственниками или делает его невозможным.
ДНК-анализ — не единственный метод идентификации. Его комбинируют с другими данными: стоматологическими, скелетными и контекстуальными. Вместе эта информация помогает установить личность и принести покой семьям и друзьям погибших.