Technologia kryminalistyczna wkracza na nowy poziom. Twoje mikroby Cię zdradziły!
Ślady DNA? (1) Może wkrótce powiemy: to takie przestarzałe! Kryminalistyka, która wkroczyła w minione stulecie dzięki śledzeniu odcisków palców, teraz zagłębia się w coraz bardziej subtelne ślady biologiczne. Zaczyna nawet wąchać chmury bakterii (2), które zostawiamy w pokoju.
1. Wizualizacja śladów DNA
Każdy z nas ma swoją indywidualność, jedyną w swoim rodzaju mikrobiom. Jest to ogólna nazwa dla zbioru mikroorganizmów żyjących w ludzkim ciele, jego przewodzie pokarmowym i drogach oddechowych. Szacuje się, że liczba komórek drobnoustrojów (prokariotycznych i eukariotycznych) zasiedlających przewód pokarmowy człowieka jest około dziesięciokrotnie większa od liczby jego własnych komórek, z których zbudowany jest organizm. Daje to 1014 mikroorganizmów z co najmniej XNUMX razy większą liczbą genów niż ludzie.
Do niedawna niewiele można było powiedzieć o tym, co dzieje się z „składnikami” mikrobiomu, które opuszczają nasze ciało, w tym z samolotem. Teraz badacze wiedzą, że nosicielem unikalnego systemu homo sapiens i jednocześnie interfejsem jego przenoszenia do środowiska jest powierzchnia skóry. Indywidualny ślad człowieka pozostaje na wszystkim, czego dotyka. Bardzo długo, nawet po wytarciu odcisków palców.
2. Chmura drobnoustrojów i ludzi - wizualizacja
Kryminalne tango z mikrobiomem
W marcowym numerze NewScientist opisano eksperyment przeprowadzony w 2011 roku na Uniwersytecie Boulder w Kolorado. W trakcie badania naukowcy zidentyfikowali osoby z grupy 270 osób, które dotknęły klawiatury i myszy komputerowej za pomocą subtelnych śladów makrobiotycznych. Cztery lata później naukowcy z Oregon State University zastosowali podobne metody, aby z ponad 80% dokładnością ustalić, kto jest prawdziwym właścicielem telefonu komórkowego.
Eksperymenty te związane są z osobowością prof. James Meadow (3), ostatnie przedsięwzięcie „Złapanie” chmury bakteryjnej w celu identyfikacji jego „właścicieli”. Uczestnicy eksperymentu siedzieli na krzesłach w wysterylizowanym pomieszczeniu. Byli identycznie ubrani, a filtry i specjalnie zaprojektowane pułapki miały wychwytywać ich sygnatury powietrzne. Wyniki badań zaskoczyły samych badaczy. Okazało się, że uzyskane w ten sposób próbki lotnego mikrobiomu i skatalogowane niemal bezbłędnie identyfikują osobę.
Oczywiście uzyskanie dostatecznie ilościowych próbek w tym przypadku jest trudniejsze niż w przypadku pobrania ich ze skóry lub jelit, ale zdaniem naukowców jest to tylko kwestia techniczna i dlatego należy ją rozwiązać. Kryminolodzy uważają, że w związku z badaniem chmur bakteryjnych ich dziedzina czeka na rewolucję podobną do tej, jaką przyniosły dotychczas badania DNA. Widzą też inne aplikacje. Jak się okazało, gdy następuje śmierć, zmienia się również środowisko bakteryjne człowieka, tym razem stając się nekrobiomktórych analiza pozwala ustalić dokładny czas zgonu. Co więcej, nekroby przekształcają nawet florę bakteryjną gleby, ułatwiając zlokalizowanie zwłok i ustalenie, czy zostały przeniesione i gdzie.
Oczywiście metody kryminalistyki makrobiotycznej nie mogą być w XNUMX% pewne. Już teraz sceptycy widzą sposoby na oszukanie ich wyników – na przykład kąpiele w roztworach bakteriobójczych, noszenie cudzych ubrań itp. Przypomnijmy jednak, że metody DNA mają też swoje wady i niedoskonałości. Na razie mikrobiom może być dodatkową metodą wzmacniającą i wspierającą współczesną kryminologię.
Portret z genów
Jednak dopóki kryminalistyka nie pogrąży się na zawsze w bakteryjnych chmurach, największa innowacja w dziedzinie ścigania przestępców z pewnością pozostanie. Testy DNAktóre ponadto stale się rozwijają i ulepszają. W dzisiejszych czasach próbki DNA są wykorzystywane nawet przez detektywów. Są dobrzy, gdy ślady pozostawione na miejscu przestępstwa pasują do śladów w bazie danych lub gdy policja ma już podejrzanego, którego może przesłuchać. Pojawiła się jednak nowa metoda, która umożliwia naukowcom wykorzystanie ludzkich genów do: „Przewidywanie” wyglądu twarzy. Być może już niedługo będziemy mogli pożegnać się z żmudnym rysowaniem portretów pamięci.
4. Porównanie twarzy i wygenerowane portrety
na podstawie analizy DNA
Kilka miesięcy temu zespół naukowców z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii w USA i Katolickiego Uniwersytetu w Leuven w Belgii przeprowadził ankietę wśród 592 wolontariuszy o mieszanym pochodzeniu europejskim i zachodnioafrykańskim. Naukowcy wykonali skany twarzy w wysokiej rozdzielczości i nałożyli je na siatkę 3D z 7150 punktami. Siatki te zostały następnie porównane ze sobą w celu ustalenia 44 „podstawowe elementy” odpowiadają za 98% różnic między ludzkimi twarzami (4).
Naukowcy zidentyfikowali 20 markerów w 24 genach, które wpływają na te cechy. Badano również wpływ płci i rasy na kształt twarzy – okazało się, że te czynniki łącznie odpowiadają za jedną trzecią zmienności twarzy. Usta, nos i krągłość twarzy są najczęściej wynikiem pochodzenia, natomiast płeć wpływa na policzki i bruzdę czołową. Program komputerowy napisany na podstawie tych danych jest w stanie z niezwykłą dokładnością stworzyć model 3D twarzy próbki DNA.
Do komputera wprowadzono informacje DNA i pomiary twarzy, a także dane dotyczące płci i pochodzenia genetycznego ochotników. Umożliwiło to skorelowanie twarzy opisywanej rozmiarem z dużą liczbą pakietów informacji z DNA, co w rzeczywistości umożliwiło wirtualną rekonstrukcję lub przewidywanie kształtu twarzy. Efekt końcowy był bardzo podobny do prawdziwej twarzy.
Badania, które zostały ogłoszone w czasopiśmie PLOS Genetics na początku 2015 r., są wciąż na wczesnym etapie, ale już wykazują potencjał do przyszłych prac, takich jak policja. Eksperci uważają, że zawęziliby listę poszukiwanych, dopasowując dane DNA do twarzy tysięcy osób przechodzących obok kamery. Dlatego w przyszłości DNA może posłużyć nie tylko do identyfikacji ludzi, ale także do poszukiwania ich w tłumie.
