DNA zycie po zyciu.pdf

Genetyka

KWARTALNIKNAUKOWY

ZAKŁADUGENETYKI

MOLEKULARNEJ

ISDOWEJ

numer3(6)Lato2009

iPrawo

UniwersytetMikołajaKopernika

CollegiumMedicum

KatedraMedycynySdowej

DNAyciepoyciu

Ustaleniegenotypunapodstawieniedopałkapapierosaniernisiistotnieodprby

rozwikłaniastrukturypopulacjiwymarłejmegafaunyplejstocenunapodstawie

zachowanychkoci,przekonujedrThomasGilbert.

> www.zgms.cm.umk.pl

NOWOCIWGENETYCESDOWEJ

Spistreci

Drodzy Czytelnicy

Kiedyodciskpalca niewystarcza...

Profesor Alan Cooper, dyrektor Australijskiego Centrum

Analizy Starego DNA Uniwersytetu w Adelajdzie napisał

kiedy, e zanieczyszczenia dawnych, zdegradowanych

prbek DNA wspłczesnym materiałem genetycznym s

niemale niemoliwe do uniknicia. Nawet wtedy, kiedy

laboratoria stosuj najbardziej restrykcyjne rodki słuce

ochronie autentycznoci wynikw. Prof. Cooper nie miał

przy tym na myli przypadkowych, mało dowiadczonych

laboratoriw, lecz renomowane instytucje zajmujce si

badaniami DNA liczcego dziesitki, a nawet setki tysicy

lat! Kontaminacje zdarzaj si rwnie w laboratoriach

genetyczno-sdowych. Nawet najlepsze wiatowe orodki

mog mie z nimi problemy, a konsekwencje bywaj bardzo

powane przypadkowy DNA powielany poprzez PCR

dostarcza przecie pro W lu genetycznego niemajcego nic

wsplnego ze spraw. Sam fakt wystpowania kontaminacji

nie jest jednak przesdzajcy. Istotniejsze jest, aby

laboratorium miało wiadomo istnienia tego problemu,

stosowało odpowiednie zabezpieczenia, a jednoczenie

skutecznie monitorowało poziom pojawiajcych si

zanieczyszcze.To istotne zagadnienie podejmujemy

w rubryceStandardy i atestacjebiecego numeru

Genetyki i Prawa.

4-7

WYWIADNUMERU

DNAyciepoyciu

Ustalenie genotypu na podstawie niedopałka papierosa nie rni si istotnie od prby

rozwikłania struktury populacji wymarłej megafauny plejstocenu na podstawie zachowanych

koci...

Łuskismateriałemczstozabezpieczanym

namiejscuzdarzenia.Jednakuzyskanieprolu

zpozostawionychnanichladwbywapowa-

nymproblemem.Decydujeotymmałailo

DNA,atakejegodegradacjazasprawwyso-

kiejtemperaturytowarzyszcejwystrzałom.

D owiadczenie przeprowadzone przez ame-

rykaskich naukowcw pozwoliło wyka-

za, e mimo tych przeciwnoci moliwa

jest ampli W kacja DNA przynajmniej z czci

ladw. Dodatnie wyniki uzyskano z zastosowa-

niem uywanego take przez nasz zespł zesta-

wu AmpFSTR MiniFiler. Słuy on ampli W kacji

materiału zdegradowanego i wystpujcego

w małych ilociach.

8-9

CIEKAWE PRZYPADKI

Wcudzejskrze?

Napad, ktrego ofiar padła Barbara, miał niezwykły przebieg... Jeszcze bardziej zaskakujce

okazały si wyniki badania ladw pozostawionych na miejscu zdarzenia!

lepsze wyniki uzyskuje si z wymazu z łuski.

Prbowano take powieli DNA pobrany z lu-

fy broni palnej ju po wystrzale, jednak uzy-

skane mieszaniny i trudnoci z amplifikacj

niektrych alleli sugeruj, e metoda ta nie

znajdzie szerszego zastosowania w genetyce

sdowej.

10-11

METODYBADAWCZE

NieludzkiDNA...

Materiał biologiczny to nie tylko krew ludzka, ale take materiał rolinny i zwierzcy. lady takie,

czste na miejscu zdarzenia, nie maj dzi szans umkn uwadze ledczych!

W ramach tego samego eksperymentu porw-

nano wydajno ampli W kacji DNA pobranego

poprzez przetarcie wacikiem zwilonym wod

destylowan kryzy i łuski naboju. Okazało si,

e miejsce pobrania nie jest bez znaczenia

Zestawienie orodkw, ktre bezporednio badaj

najstarsze biologiczne lady przeszłoci oraz

laboratoriw pracujcych dla potrzeb wymiaru

sprawiedliwoci i organw cigania, nie jest zreszt

przypadkowe. wiadczy o tym tre rozmowy, jak

przeprowadzilimy z profesoremThomasem Gilbertem

z Muzeum Historii Naturalnej Uniwersytetu w Kopenhadze

(Dania), wiatowym autorytetem w badaniach

nad procesami pomiertnej degradacji, naprawy oraz

pozyskiwania kwasw nukleinowych ze starego materiału

biologicznego. Okazuje si, e badacze starego DNA oraz

genetycy sdowi mog i powinni si od siebie wiele

nauczy.

Zbate narzdziazbrodni

Taniej,szybciej,

naszerok

skal

12-13

PIPYTADO...

Podrwprzeszło

Kim był nasz prapradziadek? Ile dzieci wydała na wiat nasza praprababka? Drzwi do rozwizania

takich zagadek rodzinnych mog stan przed nami otworem dziki badaniom genetycznym.

Obraenia,zktryminacodziemajdoczynieniaspecjalicimedycynysdowej,tonietylkorany

kłute,citeczypostrzały,aletake...ugryzienia.Terazbymoełatwiejbdziewykrysprawcwtych

ostatnich.

Dzi, kiedy identykacja osobnicza,

ustalanie pokrewiestwa czy ledzenie

genealogii s powszechnie wykonywa-

nymi analizami, duo uwagi powica

si ich usprawnieniu, skrceniu czasu

badania i obnieniu kosztw.

N iejednokrotniezdarzasi,edany

14-15

STANDARDYIATESTACJE

Ostronocinigdyzawiele

To, czy personel laboratorium wyjdzie obronn rk ze starcia z zanieczyszczonymi prbkami DNA,

zaley od jego dowiadczenia i znajomoci tzw. dobrej praktyki laboratoryjnej.

W istocie postp, jaki dokonał si w ostatnich latach

w dziedzinie bada dawnego DNA, jest ogromny.

Zaowocował on m.in. poznaniem duych czci

genomw wielu wymarłych gatunkw zwierzt i rolin, co

ma niewtpliwe znaczenie poznawcze.Warto jednak zwrci

uwag na techniczny wymiar tych bada opracowanie

nowych metod ekstrakcji DNA czy sekwencjonowania

drugiej generacji z cał pewnoci nie pozostanie bez

wpływu na metodologi pracy genetykw zajmujcych si

osobnicz i gatunkow identy W kacj ladw biologicznych.

Tym bardziej, e analizy podejmowane w laboratoriach

sdowych coraz czciej dotycz DNA pochodzenia

rolinnego i zwierzcego. Artykuł, ktry zamiecilimy

w rubryceMetody badawcze, jest jedynie oglnym

wprowadzeniem do tej problematyki. Bdziemy si starali j

rozwija w kolejnych wydaniach naszego magazynu.

ladmusizostaoznaczonynietylko

podktemmarkerwautosomalnych,

alerwnielocimtDNAichromosomuY.

Niedawnoudałosiopracowasystem

dojednoczesnejampli W kacjia124lociDNA.

Naszczeglnuwagzasługujefakt,eze-

stawtenpozwalazjednakowwydajnoci

namnoylociwystpujcewpojedynczych,

jakibardzowielukopiachwkomrce(np.

mtDNA)...Awszystkotowjednejreakcji!

Wrdanalizowanychmiejscsnietylkoloci

pozwalajcestworzyunikalnytzw.gene-

tycznyodciskpalca,alerwnielocide W niu-

jcenajczciejwystpujcewrd

EuropejczykwhaplogrupymtDNAichro-

mosomuY,comaniebagatelneznaczeniedla

badapokrewiestwaipochodzenia.

NA OKŁADCE:

Koci jedno z popularnych rdeł pozyskiwania tzw. starego DNA.

O pracowana ostatnio metoda trjwymiaro-

Zazwyczaj w razie ugryzie wykonuje si ich

zdjcia, a nastpnie biegły odontolog porwnu-

je je z obrazem 3D uzbienia podejrzanych. Nie

da si jednak ukry, e jest to prawdziwe

wyzwanie, a wyniki analiz nie zawsze s jedno-

znaczne. Nowa metoda te ma pewn wad

mona j stosowa jedynie w przypadku głbo-

kich ugryzie, tj. takich, ktre faktycznie pozwo-

l uzyska rzetelny obraz 3D uzbienia.

wego obrazowania ladw po ugryzieniach

moe znacznie przyspieszy wykonywanie

bada porwnawczych. Szacuje si, e skutecz-

no tej techniki wynosi około 92 proc. popraw-

nych dopasowa w sytuacji, kiedy specjalista

dysponuje ladem ugryzienia i właciwym mo-

delem uzbienia, oraz niemal 99 proc., jeli cho-

dzi o poprawne wykluczenie podejrzanego.

WYDAWCA:

Zakład Genetyki Molekularnej i Sdowej

Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum

REDAKTORWYDANIA:

Tomasz Grzybowski

ZESPŁREDAKCYJNY:

Urszula Rogalla, MarcinWoniak, Anna Czarnecka

KONCEPCJA, PROJEKT, EDYCJA:

NOVIMEDIA Custom Publishing

www.novimedia.pl

Drhab.Tomaszrzyboski,prof.U

kierownik Zakładu Genetyki Molekularnej i Sdowej

Katedry Medycyny Sdowej Collegium Medicum UMK

Zostały podjte wszelkie rodki, aby zawarte w publikacji informacje były

dokładne i aktualne w dniu oddania do druku. Rozpowszechnianie materiałw

redakcyjnych bez pisemnej zgody wydawcy jest zabronione.

Redakcja: Urszlaogalla

Genetyka i Prawo 3

WYWIADNUMERU

DNA ycie

Wbardzomronym

klimaciejestemy

wstaniepozyskaDNA

odpowiedniej

jakoci, liczcynawet...

kilkamilionwlat!

poyciu

Czyustaleniegenotypunapodstawieniedopałkapapierosalub

dziesicioletniejplamykrwirnisiistotnieodprbyrozwikłania

strukturypopulacjiwymarłejmegafaunyplejstocenu

napodstawiezachowanychkoci...?Otnie.

Tomasz Grzybowski

Czy mona okreli, jak dugo przetrwa DNA

post-mortem?

tu analizy te wykonano, gdy były one moli-

we! Kiedy z Paul Campos prbowalimy ba-

da mitochondrialny DNA z kilkuset starych

prbek wołu pimowego zebranych na płno-

cy na Syberii, Grenlandii i w Kanadzie uzy-

skalimy go z blisko 75 proc. prbek. Z kolei Ed

Green i jego wspłpracownicy z Instytutu

Maxa Plancka w Lipsku w Niemczech opisali,

w jakim stanie zachował si DNA ze szcztkw

neandertalczykw pochodzcych ze zblione-

go okresu prahistorii, lecz wydobytych głw-

nie w Europie Centralnej i Południowej.

Zaledwie jedna na 70 prbek nadawała si

do bada. Przyczyna jest prosta DNA wołu

pimowego zachował si lepiej w zimnym kli-

macie płnocy.

Dr Thomas Gilbert

Jeeli bezporednio po pobraniu prbki nie

stworzymy warunkw sprzyjajcych ochronie

DNA głbokiego zamroenia lub przecho-

wywania w stabilizujcych buforach roz-

pocznie si proces jego szybkiej degradacji.

DNA jest czsteczk bardzo delikatn. Mo-

e ulec zniszczeniu na drodze rozkładu przez

inne organizmy, a take w toku reakcji bioche-

micznych zalenych od rodowiska, w ktrym

przebywała prbka. Dlatego trudno okreli

sposb rozpadu DNA w kadym moliwym

przypadku. Moemy jedynie przedstawi bar-

dzo oglne konkluzje z uproszczonych labora-

toryjnych eksperymentw i naszych własnych

obserwacji.

BIOGRAM

DrMarcusThomas

PiusGilbert

Profesor w Muzeum Historii Natu-

ralnej Uniwersytetu w Kopenhadze (Dania),

absolwent Uniwersytetu w Oksfordzie. Jego

zainteresowania badawcze koncentruj si

wokł zagadnie antropologicznych, arche-

ologicznych, ewolucyjnych i ekologicznych,

ktre wymagaj analizy starego DNA.

DrThomasGilbertjestautorytetem

wbadaniachnadprocesamipomiertnejdegradacji,

naprawyorazpozyskiwaniakwaswnukleinowych

zestaregomateriałubiologicznego

Zdarzaj si oczywicie wyjtki. Ostatnio zba-

dalimy na przykład DNA wyizolowany z ludz-

kich odchodw z Oregonu w Ameryce

Płnocnej, liczcych około 15 tys. lat. Na pod-

stawie naszych wynikw zasugerowalimy,

e człowiek wspłczesny zasiedlił Nowy wiat

wczeniej ni dotychczas sdzono. Zdumiało

mnie, e bardzo stare prbki pochodzce z pu-

Szybko rozpadu DNA maleje znacznie wraz

ze spadkiem temperatury. To wyjania, dlacze-

go tak wiele bada tzw. starego DNA dotyczy

prbek pochodzcych ze stref zimnego klima-

stynnej jaskini były wystarczajcym rdłem

DNA! Problem zachowania materiału genetycz-

nego jest wic do skomplikowany.

DNA, a wyzwania, z jakimi boryka si genetyk

sdowy badajcy wspłczesne lady, nie rni

si istotnie od tych, z ktrymi ma do czynienia

badacz ladw z dalekiej przeszłoci.

nych zarwno z genomu mitochondrialnego,

jak i jdrowego wymarłych gatunkw, takich

jak mamut włochaty czy te nasz wymarły sio-

strzany podgatunek neandertalczyk.

Jest autorem kilkudziesiciu prac opublikowa-

nych w najbardziej prestiowych czasopi-

smach naukowych, zawierajcych m.in. wyniki

analizy sekwencji DNA wielu wymarłych ga-

tunkw ssakw. Zajmuje si rwnie optymali-

zacj technik tzw. sekwencjonowania drugiej

generacji pozwalajcych na uzyskiwanie se-

kwencji pełnych genomw jdrowych i mito-

chondrialnych, dla potrzeb analiz starego

i zdegradowanego materiału. Prowadzi zajcia

dydaktyczne powicone technikom analizy

starego DNA dla słuchaczy Uniwersyte-

tw w Kopenhadze, Oksfordzie,Yorku

i Gottland.

Tomasz Grzybowski

Jak zatem zdeniowa pojciebada stare-

go DNA?

Zwłoswipaznokciuzyskalimywyniki

zduejliczbygenomwmitochondrialnych

m.in.mamuta,nosorocawłochatego,

tygrysatasmaskiegoistarychprbek

pochodzenialudzkiego

Tomasz Grzybowski

O jakich najbardziej spektakularnych osi-

gniciach w badaniach starego DNA prze-

prowadzonych na przestrzeni ostatnich

kilku lat warto wspomnie?

Pamitam, e na pocztku 2005 r. dziennikarz

zapytał mnie, czy moemy si spodziewa po-

dobnych danych w najbliszej przyszłoci. Od-

powiedziałem, e zdecydowanie nie, gdy nie

istnieje technologia, ktra by umoliwiała ta-

kie przedsiwzicia. Zabawne, ale w cigu kil-

ku tygodni firma 454/Roche wyprodukowała

pierwsz komercyjnie dostpn platform se-

kwencjonowania DNA ostatniej generacji

GA20. Był to przełom pod wzgldem łatwo-

ci poznawania sekwencji starego DNA. W ci-

Dr Thomas Gilbert

Szeroka de W nicja obejmowałaby badanie jakie-

gokolwiek DNA, ktry nie został zachowany

specjalnie dla potrzeb analiz genetycznych. Ja-

ko takiego materiału jest słaba w porwna-

niu z DNA wspłczesnym. W moim przekona-

niu jednak istniej liczne podobiestwa pomi-

dzy wielomasdowymiistarymiprbkami

Dr Thomas Gilbert

Zaley to rzecz jasna od osobistych zaintereso-

wa. Istnieje jednak kilka przełomowych osi-

gni badawczych. Jednym z nich jest

pozyskanie ogromnej iloci danych genetycz-

4 Genetyka i Prawo

Genetyka i Prawo 5

WYWIADNUMERU

Dr Thomas Gilbert

Owszem, w tej dziedzinie poczyniono znaczce

postpy.Wprowadzono techniczne ulepszenia

pozwalajce na pozbycie si kontaminacji. Przy-

kładowo, Helena Malmstrm i jej wspłpracow-

nicy z Uniwersytetu w Uppsali w Szwecji

wykazali, e proszkujc ko lub zb przed pod-

daniem działaniu podchlorynu sodu usuwa si

ponad 99 proc. kontaminacji, a endogenny DNA

do właciwej analizy pozostanie nietknity. Nasz

zespł wykazał, e alternatywnym rdłem DNA

do bada moe by materiał mniej porowaty

paznokcie czy włosy z ktrego otrzymujemy

o wiele czystszy DNA. Krokiem naprzd s te

techniki sekwencjonowania drugiej generacji.

Dostarczaj one wikszej liczby danych, co po-

maga zmniejszy poziom błdw wynikajcych

z samego sekwencjonowania lub degradacji

DNA, umoliwiaj te analiz o wiele krtszych

czsteczek. Liczba dostpnych czsteczek DNA

w zdegradowanej prbce zwiksza si w sposb

wykładniczy wraz ze zmniejszeniem ich długo-

ci. Dlatego te dziki nowym technologiom se-

kwencjonowania dysponujemy wiksz iloci

DNA dostpnego do analizy, co zmniejsza praw-

dopodobiestwo błdw.

gu nastpnych szeciu miesicy Stephan

Schuster wraz ze wspłpracownikami z Uni-

wersytetu Penn State w USA zademonstrowali

moliwoci nowej technologii. Opublikowali

wyniki bada głboko zamroonych koci ma-

muta! Niedługo potem Svante Pbo z Insty-

tutu Maxa Plancka w Lipsku w Niemczech

i Eddie Rubin z Instytutu Joint Genome w Ber-

keley w USA ze wspłpracownikami wykazali,

e technologia ta moe by stosowana nawet

w analizie prbek zachowanych w o wiele

gorszym stanie, takich jak DNA neandertal-

czyka.

Wyniki wczesnych bada

genetycznych dotyczcych

dinozaurw okazały si

całkowicie pozbawione wartoci

Dzi, dziki kombinacji nowych technik m.in.

dziki ustaleniom naszego zespołu z Kopen-

hagi, e włosy s doskonałym materiałem

do analiz starego DNA, a take dziki dostp-

noci nowych, jeszcze doskonalszych sekwe-

natorw genomowych, takich jak Genome

Analyzer W rmy Illumina zakoczono pozyski-

wanie pierwszych pełnych sekwencji geno-

mw mamuta i neandertalczyka.

Spord innych zastosowa, do moich ulubio-

nych nale analizy duej liczby starych prbek

za pomoc nowych narzdzi analitycznych, ta-

kich jakBEAST, stworzonych specjalnie z myl

o danych pozyskiwanych z dawnego DNA. Cele

takich bada wykraczaj daleko poza standar-

dowe potwierdzanie lub przypisywanie pozycji

taksonomicznej niewielkiej liczbie starych pr-

bek, co dotychczas było powszechn praktyk.

Dziki nowym narzdziom, Beth Shapiro z Uni-

wersytetu Penn State z USA, a take kilka in-

nych osb z naszego zespołu, s w stanie

odtwarza dynamik populacji dawnych gatun-

kw i do pewnego stopnia przewidywa, jakie

czynniki miały wpływ na t dynamik czy był

to np. klimat, czy działalno człowieka.

Kolejnym udoskonaleniem bd enzymatyczne

metody usuwania lub naprawy uszkodzonych,

błdnych sekwencji. Moliwoci w tej dziedzi-

nie s jednak obecnie ograniczone ukazały si

wyniki pierwszych bada podstawowych, tote

pierwszych sukcesw moemy si spodziewa

prawdopodobnie w cigu kilku lat.

Tomasz Grzybowski

Czy metodologia bada starego DNA mo-

e si przyda rwnie w genetyce sdowej?

Dr Thomas Gilbert

Mam nadziej, e tak. Wyzwania oraz metody

badawcze w obu dziedzinach s na tyle podob-

ne, e moemy si od siebie wiele nauczy.

Z jednej strony, badacze starego DNA s czsto

zmuszeni pracowa nad prbkami, ktre zwy-

kle nie tra W aj do genetykw sdowych. Czul-

sze metody nalece do warsztatu

badawczego starego DNA mog si przyda

w genetyce sdowej. Z drugiej strony, wielu

badaczom starego DNA sugerowałbym czerpa-

nie wzorw z systemw kontroli jakoci właci-

wych dla genetyki sdowej. Pomogłoby to

ograniczy ilo danych wtpliwej jakoci

w publikacjach naukowych. Ponadto w wielu

krajach rodki na W nansowanie projektw ba-

dawczych dotyczcych nowych metod ekstrak-

cji DNA oraz oceny uszkodze i sposobw

naprawy DNA s o wiele wysze w dziedzinie

genetyki sdowej ni starego DNA. Jednak ba-

dacze starego DNA take mog znaczco sko-

rzysta z wynikw takich projektw.

Tomasz Grzybowski

Czy wszystkie wyniki bada starego DNA

naley przyjmowa bez zastrzee?

tka bezsensowne wyniki. Oceniajc wyniki

warto zada sobie pytania:Czy w danym ma-

teriale mgł przetrwa endogenny DNA?,

Czy prbka mogła zosta zanieczyszczo-

na DNA z podobnego rdła?,Czy istniała

szansa pozbycia si tej kontaminacji?itd...

Wiele problematycznych wynikw dotyczy

starych prbek pochodzenia ludzkiego, gdy

ryzyko kontaminacji jest w takim przypadku

najwiksze.

noci stara, zachowuje si jak gbka. Z eks-

perymentw wynika, e kontaminacja DNA

wynikajca np. z manipulacji nieosłonit r-

k bd nieostronego przemywania, pene-

truje do głbokich warstw koci i zbw. Gdy

nie wemie si tego pod uwag, zanieczysz-

czenia pozostan i mog doprowadzi

do powstania błdnych danych. Sdz,

e sporo wynikw bada starego DNA po-

chodzenia ludzkiego, zwłaszcza dotyczcych

stosunkowo starych prbek z gorcego kli-

matu np. ze staroytnego Egiptu, jest nie-

wiarygodna. Podobne problemy towarzysz

wielu badaniom starego DNA mikroorgani-

zmw.

JAK DŁUGOYJEDNA?

Biorcpoduwagfakt,eszybkorozpaduDNAjestmniejsza

wniszychtemperaturach,drThomasGilbertocenia,jakstary

materiałgenetycznyodpowiedniejjakocimonapozyska

przyuyciukonwencjonalnychtechnikwrnychczciach

wiata:

zbardzozimnychstanowisk(np.spodlodwAntarktydy)

DNAliczcyokołokilkamilionwlat,

zwiecznejzmarzlinyDNAmajcykilkasettysicylat,

zestrefklimatuumiarkowanegoDNAliczcydziesitki

tysicylat,

zestrefgorcegoklimatuDNAmajcyzaledwiedziesitki

doseteklat.

Dr Thomas Gilbert

Zdecydowanie nie. Badaniom starego DNA to-

warzysz dwa ograniczenia: degradacja DNA

oraz zanieczyszczenie prbek egzogennym ma-

teriałem, tj. DNA pochodzcym z zewntrz. Naj-

gorzej jest, gdy materiał naley do tej samej

jednostki taksonomicznej co badana prbka.

Wiele wczesnych spektakularnych wynikw ba-

da, np. DNA dinozaurw czy liczcych miliony

lat owadw zatopionych w bursztynie, okazało

si by zwykłymi kontaminacjami. Zabawne,

e sekwencje pochodzce z tych bada znajdu-

j si w dalszym cigu w bazie danych GenBank!

Rozpoczynajc prac ze starym DNA człowie-

ka byłem zaskoczony lektur dotyczc spo-

sobw pozbywania si kontaminacji.

W badaniach stosowano np. papier cierny,

a nawet szczoteczk do zbw w celu zeskro-

bania zewntrznej warstwy koci iusunicia

kontaminacji! Jest to logiczne tylko wtedy,

gdy obecno zanieczyszcze ogranicza si

do powierzchni materiału. Ko, w szczegl-

Tomasz Grzybowski

Czy istniej zatem nowe techniki biologii

molekularnej, ktre mogyby poprawi wia-

rygodno bada starego DNA?

Cho takie publikacje si skoczyły, w dzie-

dzinie bada starego DNA nadal mona spo-

6 Genetyka i Prawo

Genetyka i Prawo 7

CIEKAWEPRZYPADKI

Wcudzejskrze?

Wnioski na przyszło. W kwestii napadu

na Barbar nadal nie jest jasne, z ktr z dwch

opisanych sytuacji mamy do czynienia. Ustalili-

my, e krew na miejscu zdarzenia pochodzi

od pokrzywdzonej, natomiast kwestia wyjanie-

nia, czy pokrzywdzona to mczyzna po zmianie

płci, czy te kobieta z rzadk mutacj w DNA, jest

cały czas otwarta. Zapewne tak pozostanie,

gdy nie ma ona znaczenia dla toczcego si

ledztwa.

rzeczna, jednak blisze przyjrzenie si faktom

sprawiło, e mona j było traktowa powanie.

rych zmiany mutacyjne obejmuj znaczne obsza-

ry DNA, nawet całe chromosomy.

Naley pamita, e standardowy test okrelajcy

płe opiera si na analizie krtkiego fragmentu

DNA genu amelogeniny, wsplnego dla chromo-

somw X (kobiety) iY (mczyzny). Fragment ten

ma rn długo w zalenoci od tego, czy po-

chodzi z chromosomu X (krtsza wersja), czyY

(dłusza wersja).W wikszoci przypadkw test

ten pozwala prawidłowo przewidzie płe osoby,

jednak zdarzaj si rzadkie odstpstwa. Jeden

z takich przypadkw opisywalimy we wczeniej-

szym numerze Genetyki i Prawa dotyczył on

mczyzny, ktry nie posiadał fragmentu chro-

mosomuY obejmujcego gen amelogeniny,

przez co jego pro W l genetyczny wskazywał,

e jest kobiet. Dopiero rozszerzenie bada na in-

ne fragmenty chromosomuY wykazało, e fak-

tycznie mczyzna posiada chromosomY.

Pro W l genetyczny Barbary mona wyjani

na gruncie biologii, zakładajc, e w chromoso-

mieY wystpujcym w jej DNA doszło do muta-

cji genu okrelanego jako SRY. Jest to

najwaniejszy gen chromosomuY, gdy to wła-

nie on decyduje o płci ludzkiego zarodka. Białko

produkowane przez gen SRY w najwczeniej-

szych etapach rozwoju zarodkowego wyzwala

kaskad procesw, ktre w konsekwencji prowa-

dz do wykształcenia cech mskich. Brak białka

SRY, pomimo obecnoci chromosomuY, powo-

duje rozwj zarodka w kierunku wykształcenia

płci eskiej.W literaturze przedmiotu znane s

przypadki kobiet posiadajcych w swoim DNA

Wpewnymduymmieciedoszłodonapadu,ktregoo W arpadłaBarbara.Zdarzeniemiało

doniezwykłyprzebieg...Jeszczebardziejzaskakujceokazałysiwynikibadanialadw

pozostawionychnamiejscuzdarzenia!

Namarginesieopisanychwydarzewartojednak

poczynikilkauwagnaturyoglnej.Przede

wszystkimpracazeladamibiologicznymitopra-

cazmateriałem,ktryzeswejnaturyjestbardzo

plastycznyimoegenerowazaskakujcewyniki.

Istotnejestzatem,abybadaniatakiewykonywali

WPolscemoeynawet1000kobiet

posiadajcychwswoimDNAchromosomY!

Cierpionenaschorzeniegenetyczne

nazwanezespołemSwyera

Przypadek Barbary był jednak inny. Zarwno test

amelogeniny, jak i testy innych miejsc chromoso-

muY wskazywały, e mamy do czynienia z kobie-

t, ktra posiada chromosomY! Aby potwierdzi

nasze domniemania, poprosilimy policj o nade-

słanie materiału porwnawczego od pokrzyw-

dzonej. Jego analiza wykazała jednoznacznie,

e lady nieznanego mczyzny to w rzeczywi-

stoci krew pochodzca od pokrzywdzonej.

chromosomY z uszkodzonym genem SRY. Oso-

by takie rozwijaj si zasadniczo normalnie, po-

siadaj jednak niefunkcjonalne jajniki

i szczeglnie w okresie dojrzewania wymagaj

terapii hormonalnej. Sytuacja taka okrelana jest

jako schorzenie genetyczne zwane zespołem

Swyera i wystpuje spontanicznie raz

na ok. 20 000 urodze.

biegliodpowiednioprzygotowani,dysponujcy

zapleczemwarsztatowym,obejmujcymszeroki

zakreszagadniezwizanychzbiologiczłowie-

kapoczwszyodgenetykisdowejimolekular-

nej,poprzezantropologi,apoklasyczn

medycyn.Tylkoinstytucjedysponujcetakimza-

pleczemswstaniewsposbkompleksowyoce-

niazebranymateriałdowodowyiwydawa

wiarygodneopinienawetwnajbardziejskompli-

kowanychsprawach.

Scenariusze A i B. Wyjanienia tego faktu

mona szuka zarwno wrd zjawisk natury

obyczajowej, jak i biologicznej. Mona przecie

załoy, e Barbara to po prostu mczyzna, ktry

przeszedł operacj zmiany płci oraz zmienił urz-

dowo imi i nazwisko, stajc si w ten sposb ko-

biet. Policja, dc do wyjanienia sprawy

napadu, nie musi wnika w histori ycia po-

krzywdzonej osoby i ustala, czy zmieniała płe.

Celem nadrzdnym jest przecie ujcie i ukaranie

sprawcy zdarzenia.

Zdarza si, e okrelenie płci

wcale nie jest oczywiste... Decyduj o tym nie tylko

zjawiska obyczajowe, ale take genetyczne!

N apastnik, mczyzna, wdarł si do mieszka-

e ewentualne lady biologiczne pochodzce

od niej zostan łatwo zidenty W kowane przez test

płci, ktry pozwoli zrnicowa DNA pochodzcy

od kobiety i DNA pochodzcy od mczyzny.

moliwych wyjanie takich wynikw. Najbar-

dziej prawdopodobne wydawało si załoenie,

e napastnikw było dwch, a Barbara z niezna-

nych powodw nie chciała ujawni tosamoci

drugiego z nich. Stało to jednak w sprzecznoci

z zeznaniami pokrzywdzonej, ktra twierdziła,

e napadł j jeden mczyzna.Wydawało si te

mało prawdopodobne, aby samotna kobieta

miała do siły i determinacji, aby pokona

dwch mczyzn.

nia w bloku i groc noem zadał od ko-

biety pienidzy i kosztownoci. Nie

przewidział jednak, e stawi ona zdecydowany

opr i zaatakuje go najpierw rkami, a potem

butelk po piwie, ktr rozbije mu na głowie. Bar-

bara musiała si broni intensywnie, gdy

na miejscu zdarzenia znaleziono odłamane i za-

krwawione kocwki tipsw, ktrymi przedłuała

paznokcie.

Wartoponadtozastanowisinadpolityk

oszczdzaniazawszelkcen,ktrawymusza

nawymiarzesprawiedliwociiorganachcigania

posunicia,takiejakwysyłaniedobadala-

dwbiologicznychbezkompletnegomateriału

porwnawczego.Praktykatakazostałazastoso-

wanam.in.wopisanymprzypadku,alerwnie

wwieluinnychsprawachprowadzonychwna-

szymzakładzie.Brakmateriałuporwnawczego

pobranegoodwszystkichosbzwizanychze

sprawpozwalacoprawdanapewneoszczdno-

ci,czstozresztsymboliczne,alebywaprzyczy-

nniepotrzebnejzwłokiwwydawaniuekspertyz.

Brakmateriałuodpokrzywdzonejwsprawiena-

padustałsinawetprzyczynkiemdorozwaa

nadkoniecznocirozszerzenialedztwawkie-

runkuposzukiwadrugiegopodejrzanego.Do-

pierobadaniadosłanegomateriałuwykazały,

eniematakiejkoniecznoci.

Spora niespodzianka. Liczba ladw biolo-

gicznych zabezpieczonych w tej sprawie nie by-

ła szczeglnie dua, wic w cigu kilkunastu dni

dokonalimy ich ogldzin, izolacji materiału ge-

netycznego i oznaczenia pro W lu. Analiza wyni-

kw była jednak dla nas duym zaskoczeniem.

Wynikało z niej, e na miejscu przestpstwa mu-

siało przebywa przynajmniej dwch mczyzn!

DNA pochodzcy od kobiety znalelimy jedy-

nie na kilku niedopałkach papierosw, nato-

miast wszystkie lady krwi zabezpieczone

w mieszkaniu i prowadzcym do niego koryta-

rzu zawierały DNA pochodzcy od podejrzane-

go oraz DNA innego, niezidenty W kowanego

mczyzny.

Taki scenariusz wydawał si bardzo prawdopo-

dobny, jednak moliwe było jeszcze inne wyja-

nienie mskiego DNA Barbary. Materiał

genetyczny w komrkach ciała człowieka nie jest,

jakby si mogło wydawa, stały i niezmienny.

Czsteczki DNA podlegaj cigłemu oddziaływa-

niu rodowiska, w ktrym przebywaj (tzw. ma-

cierz jdrowa).W rodowisku wystpuj liczne

enzymy i inne białka, ktrych głwnym zadaniem

jest utrzymanie i naprawa materiału genetyczne-

go, a take odczytywanie zawartych w nim infor-

macji. Systemy naprawy DNA s bardzo

skuteczne, ale nawet im zdarzaj si pomyłki.To

one powoduj pojawianie si zmian zwanych

mutacjami.W wikszoci przypadkw mutacje s

zmianami bardzo niewielkimi, niewpływajcymi

znaczco na zawarto informacji w materiale ge-

netycznym. Zdarzaj si jednak sytuacje, w kt-

Napastnik ratował si ucieczk, krwawic ob W cie

z rany na głowie. Barbara, ktra rwnie odniosła

obraenia, powiadomiła o zdarzeniu organy ci-

gania. Z jej mieszkania i z korytarza bloku zabez-

pieczono liczne lady krwi oraz niedopałki

papierosw. Podejrzanego znaleziono do szyb-

ko wskazała go pokrzywdzona, gdy był to jej

znajomy. Zabezpieczone lady biologiczne oraz

materiał porwnawczy pobrany od podejrzane-

go zostały wysłane do nas, do laboratorium Za-

kładu Genetyki Molekularnej i Sdowej CM UMK

w celu identy W kacji genetycznej. Nie pobrano na-

tomiast materiału porwnawczego od pokrzyw-

dzonej. Kierowano si logicznym załoeniem,

Rozwaalimy hipotez, e lady drugiego m-

czyzny nie były zwizane bezporednio ze zda-

rzeniem, lecz pochodziły z wczeniejszego

okresu. Ona jednak rwnie nie znajdowała po-

twierdzenia w zgromadzonych dowodach, jako

e krew nieznanego mczyzny pojawiała si

na kluczowych przedmiotach zwizanych z napa-

dem na tipsach oraz butelce, ktr Barbara za-

atakowała napastnika.

Czy kobieta moe by mczyzn? Po-

została zatem trzecia hipoteza: krew nieznanego

mczyzny to w rzeczywistoci krew Barbary!

Na pierwszy rzut oka wydawała si ona niedo-

Najbardziej zastanawiajcy był fakt, e DNA owe-

go nieznanego mczyzny znajdował si m.in.

na fragmentach tipsw, ktre połamała Barbara

bronic si przed napastnikiem. Istniało kilka

Tipsy i butelka

dowody kluczowe dla

opisywanego przestpstwa

arcinWoźniak

8 Genetyka i Prawo

Genetyka i Prawo 9

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: