Судебно биологии является применение в биологии , чтобы связать лицо (лиц), является ли подозреваемый или потерпевший, к месту, элемент (или набор элементов), другой человек (потерпевший или подозреваемый, соответственно). [1] Его можно использовать для дальнейшего расследования как уголовных, так и гражданских дел. Двумя наиболее важными факторами, которые необходимо постоянно учитывать в процессе сбора, обработки и анализа доказательств, являются поддержание цепочки сохранности, а также предотвращение заражения, особенно с учетом характера большинства биологических доказательств. [2] Судебная биология является важным аспектом многих судебных дисциплин, в том числе судебной антропологии., судебная энтомология , судебная стоматология , судебная патология , судебная токсикология . Когда используется фраза «судебная биология», ее часто считают синонимом анализа ДНК биологических доказательств.
| Часть серии по |
| Криминалистика |
|---|
 |
|
Дисциплины [ править ]
Анализ ДНК [ править ]
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, - одно из самых популярных доказательств, которые можно найти на месте преступления. [2] Чаще всего доказательства, содержащие ДНК, рассматриваются как биологические доказательства . Несмотря на все существенные успехи, достигнутые в области ДНК, биологические доказательства признаны золотым стандартом в судебной медицине.
На месте происшествия должны быть изначально видимы биологические доказательства. Иногда это не всегда возможно, и требуется помощь альтернативного источника света или ALS. После выявления потенциального источника проводятся предварительные тесты для установления возможности указанного биологического присутствия (сперма, слюна, кровь, моча и т. Д.). [2] В случае положительного результата образцы собираются и отправляются на анализ в лабораторию, где проводятся подтверждающие тесты и дальнейшие тесты. [1] [2]
Анализ ДНК имеет множество применений, таких как определение отцовства, идентификация неизвестных человеческих останков, раскрытие нераскрытых дел, а также подключение подозреваемых и / или жертв к доказательствам, месту происшествия или другому лицу (жертве или подозреваемому, соответственно). [2] Доказательства ядерной ДНК могут быть получены из крови , спермы , слюны , эпителиальных клеток и волос (если корень все еще не поврежден). [2] Кроме того, митохондриальную ДНК можно извлечь из стержня волос, костей и корней зубов . Для большинства судебно-медицинских образцов ДНК анализ STRаутосомных коротких тандемных повторов выполняется в попытке индивидуализировать образец для одного человека с высокой степенью статистической достоверности. [3]
Лабораторный анализ доказательств ДНК включает извлечение , количественную оценку, амплификацию и визуализацию образца ДНК . Существует несколько возможных методов экстракции ДНК, включая органическую (фенол-хлороформную) экстракцию , экстракцию Chelex и дифференциальную экстракцию . Количественное определение обычно проводится с использованием формы полимеразной цепной реакции , известной как ПЦР в реальном времени , количественная ПЦР или кПЦР. [4] [5] КПЦР является предпочтительным методом количественного определения ДНК для судебно-медицинских исследований, поскольку он очень точный, специфичный для человека, качественный и количественный. [6]Этот метод анализирует изменения сигналов флуоресценции амплифицированных фрагментов ДНК между каждым циклом ПЦР без необходимости приостанавливать реакцию или открывать термочувствительные пробирки для ПЦР. [6] В дополнение к компонентам, необходимым для стандартной реакции ПЦР (то есть матричной ДНК, тщательно разработанным прямым и обратным праймерам , ДНК-полимеразе [обычно Taq ], dNTP и буферному раствору, содержащему Mg2 +), в реакциях qPCR используются флуоресцентные красители. зонды, которые дополняют и отжигают интересующую последовательность ДНК, которая находится между двумя праймерами. [6]«Репортерный» (R) краситель прикреплен к 5 'концу флуоресцентного зонда, а краситель «тушитель» (Q) прикреплен к 3' концу. Прежде чем цепи ДНК будут удлинены полимеразой, репортер и гаситель находятся достаточно близко в пространстве, чтобы прибор не обнаруживал флуоресценции (гаситель полностью поглощает / маскирует флуоресценцию репортера). Когда полимераза начинает удлинять цепь, 5'-конец зонда разрушается полимеразой из-за ее экзонуклеазной активности. Краситель-репортер высвобождается с 5'-конца и больше не гасится, что позволяет детектировать флуоресценцию. [4] [5]Для образца ДНК построен график, сравнивающий наличие флуоресценции (ось y) с номером цикла (ось x) процесса qPCR. Затем это сравнивают со стандартной кривой порога флуоресценции цикла (ось y) в сравнении с логарифмом известных концентраций ДНК (ось x). [7] Сравнивая данные образца со стандартной кривой, можно экстраполировать концентрацию ДНК в образце, что необходимо для продвижения ПЦР-амплификации и капиллярного электрофореза для получения профиля ДНК . Профили ДНК производятся в виде электрофореграммы . Полученный профиль можно сравнить с известными образцами, например, в CODIS , чтобы идентифицировать возможного подозреваемого. [1]Основываясь на известных частотах генотипа, обнаруженного в профиле ДНК, аналитик ДНК может определить статистическую достоверность совпадения ДНК. [8]
Анализ митохондриальной ДНК [ править ]
Митохондриальная ДНК (мтДНК) используется вместо ядерной ДНК, когда судебно-медицинские образцы были разрушены, повреждены или находятся в очень малых количествах. Во многих случаях могут быть человеческие останки более древнего, а иногда и более древнего возраста, и единственными вариантами сбора ДНК являются кости, зубы или волосы на теле. [9] мтДНК может быть извлечена из таких деградированных образцов, потому что ее присутствие в клетках намного выше, чем ядерной ДНК. В клетке может быть более 1000 копий мтДНК, тогда как ядерной ДНК всего две. [9] Ядерная ДНК наследуется как от матери, так и от отца, но мтДНК передается только от матери всему ее потомству. [9]Из-за этого типа наследования мтДНК полезна для целей идентификации в судебно-медицинской экспертизе, но также может использоваться в случаях массовых бедствий, пропавших без вести, сложных родственных связей и генетической генеалогии. [9]
Как уже упоминалось, основным преимуществом использования мтДНК является высокое число копий. Однако у использования мтДНК по сравнению с ядерной ДНК есть несколько недостатков. Поскольку мтДНК наследуется по материнской линии и передается каждому потомству, все члены материнской семейной линии будут иметь общий гаплотип . [10] гаплотип «представляет собой группу аллелей в организме, которые унаследованы вместе от одного из родителей». Распространение этого гаплотипа среди членов семьи может вызвать проблемы в судебно-медицинских образцах, потому что эти образцы часто представляют собой смеси, содержащие более одного участника ДНК. [9] Деконволюция и интерпретация смесей мтДНК сложнее, чем ядерная ДНК, и некоторые лаборатории предпочитают не пытаться использовать этот процесс [11]Поскольку мтДНК не рекомбинирует, генетические маркеры не так разнообразны, как аутосомные STR в случае ядерной ДНК. [10] Еще одна проблема - гетероплазмия . Гетероплазмия - это когда человек имеет в своих клетках более одного типа мтДНК. [9] Это может вызвать проблемы при интерпретации данных из подвергнутых сомнению образцов судебно-медицинской экспертизы и известных образцов, содержащих мтДНК. [12] Наличие адекватных знаний и понимания гетероплазмии может помочь обеспечить успешную интерпретацию. [12]
Есть несколько способов улучшить успех анализа мтДНК. Предотвращение заражения на всех этапах тестирования и использование положительных и отрицательных контролей является приоритетом. [9] Кроме того, может быть полезным использование мини-ампликонов. Когда образец мтДНК сильно разложился или был получен из древнего источника, использование небольших ампликонов может быть использовано для повышения успешности амплификации во время ПЦР . [9] В этих случаях используются праймеры, усиливающие меньшие области HV1 и HV2 в контрольной области мтДНК. Этот процесс получил название подхода «древней ДНК». [9]
Первое использование мтДНК в качестве доказательства в суде было в 1996 году в деле Штат Теннесси против Пола Уэра . [13] Против Уэра были лишь косвенные улики, поэтому наличие мтДНК из волос, обнаруженных в горле жертвы и на месте происшествия, было ключевым моментом в деле. [13]
В 2004 году с помощью Национального центра пропавших без вести и эксплуатируемых детей и ChoicePoint мтДНК была использована для раскрытия 22-летнего холодного дела, в котором доказательства ядерной ДНК изначально не были достаточно убедительными. [14] После анализа мтДНК Арби Дин Уильямс был признан виновным в убийстве 15-летней Линды Стрейт, которое произошло в 1982 году. [14]
В 2012 году доказательства мтДНК позволили следователям установить связь в 36-летнем расследовании убийства четырех детей из Мичигана . [15] Волосы, обнаруженные на телах двух детей, были протестированы, и мтДНК оказалась одинаковой для каждого образца. Для следователей это было большим прорывом, потому что это означало, что убийства, вероятно, были связаны. [15]
Судебная антропология [ править ]
Антропология наиболее часто применяется в судебной медицине посредством сбора и анализа человеческих скелетных останков. [1] Основные цели антропологического вовлечения включают идентификацию и помощь в реконструкции сцены путем определения деталей, касающихся обстоятельств смерти жертвы. В случаях, когда традиционные методы не могут определить идентичность останков из-за отсутствия мягких тканей, антропологи должны вывести определенные характеристики на основе скелетных останков. Расу, пол, возраст и возможные заболевания часто можно определить путем измерения костей и поиска зацепок по всей структуре скелета.
Судебная ботаника [ править ]
Судебный ботаник изучает растения, чтобы получить информацию о возможных преступлениях. Листья , семена и пыльца, обнаруженные на теле или на месте преступления, могут дать ценную информацию о сроках совершения преступления, а также о том, было ли тело перемещено между двумя или более разными местами. Судебно-медицинское исследование пыльцы известно как судебно-медицинская палинология и часто позволяет получить конкретные данные о месте смерти, разложении и времени года. Знание систематики позволяет идентифицировать улики на месте преступления. Морфологическое и анатомическое исследование сводится к сбору образцов с места преступления и их анализу in vitro. Это приводит к надлежащему представлению доказательств в суде.
Судебная орнитология [ править ]
Останки птиц можно идентифицировать, прежде всего, по перьям (которые характерны для определенного вида как на макроскопическом, так и на микроскопическом уровне).
Судебная стоматология [ править ]
Одонтологи или дантисты могут быть привлечены для помощи в идентификации деградированных останков. Останки, которые были захоронены в течение длительного периода или которые были повреждены огнем, часто содержат мало ключей к разгадке личности человека. Эмаль зуба , как самое твердое вещество в организме человека, часто остается стойкой, и поэтому одонтологи могут в некоторых случаях сравнивать восстановленные останки с записями зубов.
Судебная патология [ править ]
Судмедэксперт является врач , который является специалистом в области как травмы и болезни , и несет ответственность за выполнение вскрытий. Он / она применяет свои обширные знания о человеческом теле и возможных внутренних и внешних воздействиях при проведении вскрытия, чтобы, надеюсь, установить способ и причину смерти. [1] Информация, полученная при вскрытии, часто очень помогает при расследовании, а также при реконструкции места происшествия.
Судебная токсикология [ править ]
Судебная токсикология - это использование токсикологии и других дисциплин, таких как аналитическая химия , фармакология и клиническая химия, для оказания помощи в медицинском или юридическом расследовании смерти, отравления и употребления наркотиков. Первоочередной задачей судебной токсикологии является не юридический результат токсикологического исследования или используемая технология, а скорее получение и интерпретация результатов.
Судебная микробиология [ править ]
С недавними достижениями в области массового параллельного секвенирования (MPS) или секвенирования следующего поколения (NGS) судебная микробиология становится все более многообещающей областью исследований. «Первоначальные применения в условиях биопреступности, биотерроризма и эпидемиологии теперь сопровождаются перспективой использования микроорганизмов (i) в качестве дополнительных доказательств в уголовных делах; (ii) для выяснения причин смерти (например, утопление, токсикология, внутрибольничные инфекции, внезапная смерть младенца и синдромы сотрясения ребенка); (iii) для помощи в идентификации человека (микробиомы кожи, волос и биологических жидкостей); (iv) для геолокации (микробиом почвы или микробиом водоемов); и (v) для оценки посмертного интервала (танатомикробиома и эпинекротического микробного сообщества) ». [16]
Биотерроризм и эпидемиология [ править ]
«Важно помнить, что биологические агенты, которые можно использовать в качестве оружия, часто встречаются в окружающей среде. По этой причине всегда трудно определить, были ли инфекции, связанные с этими биоагентами, случайными или преднамеренно запущенными ». [17] Хотя это не первый и не единственный случай биотерроризма, возможно, самый заметный случай в недавней памяти связан с отправкой по меньшей мере четырех конвертов с сибирской язвой в Соединенные Штаты в сентябре и октябре 2001 года. «По меньшей мере 22 жертвы заразились. сибирская язва в результате рассылок: 11 человек заразились ингаляционной сибирской язвой, 5 из которых закончились смертельным исходом; еще 11 человек заболели кожной сибирской язвой. Кроме того, 31 человек дал положительный результат на наличие спор B. anthracis ». [18] Однако благодаря достижениям в области ПЦР и секвенирования всего генома ученые смогли сотрудничать с ФБР и идентифицировать источник спор письма.
Посмертный анализ [ править ]
«Посмертная микробиология (PMM) направлена на обнаружение неожиданных инфекций, вызывающих внезапную смерть; подтвердить клинически подозреваемую, но недоказанную инфекцию; оценить эффективность антимикробной терапии; выявить новые патогены; и распознавать врачебные ошибки. Кроме того, анализ танатомикробиома может помочь оценить посмертный интервал ». [19]В настоящее время проводится обширный объем исследований, в первую очередь с использованием знаменитых «ферм тела» по всей территории Соединенных Штатов, чтобы определить, существуют ли устойчивые «часы» микробного разложения, которые можно было бы использовать сами по себе или в сочетании с другими методами. (например, судебная энтомология), чтобы помочь оценить посмертные интервалы. Одна из таких групп добилась значительных успехов в описании таких микробных часов и «считает, что через два-пять лет она проверит свои часы на реальном месте преступления». [20]Однако, если будет установлено, что существуют надежные и последовательные микробные часы, «еще слишком рано знать, пройдут ли микробные часы научные и юридические проверки» (Бинс), и «судья также должен будет определить, что микробные часы соответствуют требованиям. стандарт допуска к экспертизе ». [20]
Анализ проб воды [ править ]
В случаях, когда речь идет о водоеме на месте преступления или поблизости от него, образец воды может быть взят и проанализирован под световым микроскопом на наличие микроорганизмов. Одним из таких микроорганизмов, которые анализируются в пробах пресной воды, являются диатомовые водоросли, микроскопические водоросли различной формы. Было обнаружено, что различные водоемы содержат уникальные наборы диатомовых водорослей, и, следовательно, доказательство, обнаруженное в конкретном водоеме, будет содержать уникальные диатомеи, обнаруженные только в этом конкретном водоеме. Следовательно, диатомовые водоросли на исследуемом объекте или теле можно сравнить с диатомовыми водорослями из водоема, чтобы определить, присутствовали ли они в воде. [21]
Текущие проблемы [ править ]
Жалобы на комплекты для сексуального нападения [ править ]
До тестирования ДНК во многих случаях сексуального насилия можно было полагаться только на «он сказал, она сказала» и возможных свидетелей. Даже после того, как был доступен анализ ДНК, многие наборы для сексуального насилия или SAK никогда не тестировались и не бросались в подсобное помещение или хранилище, чтобы о них забывали до тех пор, пока их не обнаружат. Теперь, когда анализ ДНК часто используется в большинстве случаев, большинство SAK исследуются и анализируются. Однако остается проблема с ранее существовавшими SAK, которые никогда не тестировались. Преобладающей проблемой, которая сохраняется до сих пор, является отсутствие средств для фактической обработки и анализа этих SAK. Многие округа потратят свои средства на убийства или более громкие дела, а сексуальные посягательства отойдут на второй план. Самая большая проблема, связанная со всеми этими SAK, заключается в том, как их все обрабатывать,тем более, что с каждым годом их становится все больше и больше.[22]
Холодные дела [ править ]
Благодаря значительным достижениям в области анализа ДНК, старые открытые дела, в которых все еще сохранились неповрежденные доказательства, могут быть исследованы на предмет биологических доказательств. [3] Новые профили загружаются в CODIS каждый день, поэтому базовая популяция для поиска и сравнения увеличивается. Биологические тесты на случаи простуды, в частности убийства, сталкиваются с такими же препятствиями, как и SAK - нехватка средств или образцы ДНК не хранились должным образом, поэтому произошла слишком большая деградация для жизнеспособных анализов.
Популярная культура [ править ]
В популярной культуре судебная биология часто изображается в таких шоу, как « Закон и порядок» , « Кости» , « CSI» , « Декстер» и « Касл» . Однако благодаря описанию криминалистики в Голливуде анализ биологических доказательств стал жертвой эффекта CSI , в результате которого общественное мнение о его возможностях сильно искажается, а его границы размываются.
См. Также [ править ]
- ДНК-профилирование
- Судебная химия
- Криминалистика
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e Хаук, Макс; Сигал, Джей (2006). Основы судебной медицины . Китай: Academic Press. ISBN 978-0-12-356762-8.
- ^ Б с д е е Фишер, Барри AJ; Фишер, Дэвид Р. (2012). Методы исследования места преступления . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 978-1-4398-1005-7.
- ^ a b Национальный институт юстиции, Управление программ правосудия (июль 2002 г.). Использование ДНК для решения холодных случаев .
- ^ a b Higuchi, R .; Fockler, C .; Dollinger, G .; Уотсон, Р. (1993). «Кинетический ПЦР-анализ: мониторинг реакций амплификации ДНК в реальном времени». Био / Технологии . 11 (9): 1026–1030. DOI : 10.1038 / nbt0993-1026 . PMID 7764001 . S2CID 5714001 .
- ^ a b Higuchi, R .; Dollinger, G .; Уолш, П.С.; Гриффит Р. (1992). «Одновременная амплификация и обнаружение конкретных последовательностей ДНК». Био / Технологии . 10 (4): 413–417. DOI : 10.1038 / nbt0492-413 . PMID 1368485 . S2CID 1684150 .
- ^ a b c Батлер, Джон (2005). Судебное типирование ДНК: биология, технология и генетика STR-маркеров (2-е изд.). Берлингтон, Массачусетс, США: Elsevier. С. 75–79. ISBN 978-0-12-147952-7.
- ^ Батлер, Джон (2005). Судебное типирование ДНК: биология, технология и генетика STR-маркеров (2-е изд.). Берлингтон, Массачусетс, США: Elsevier. п. 78. ISBN 978-0-12-147952-7.
- ^ Батлер, Джон (2015). Расширенные темы судебного типирования ДНК: интерпретация . Оксфорд, Великобритания: Academic Press. С. 213–444. ISBN 978-0-12-405213-0.
- ^ Б с д е е г ч я Батлера, Джон (2005). Судебное типирование ДНК: биология, технология и генетика STR-маркеров, второе издание . Лондон, Великобритания: Elsevier Academic Press. С. 241–288. ISBN 978-0121479527.
- ^ a b Jobling, Марк А .; Гилл, Питер (октябрь 2004 г.). «Исправление: закодированные доказательства: ДНК в судебно-медицинской экспертизе». Природа Обзоры Генетики . 5 (10): 739–751. DOI : 10.1038 / nrg1455 . ISSN 1471-0056 . PMID 15510165 . S2CID 2236821 .
- Перейти ↑ Melton, T. (июль 2012 г.). «Судебно-медицинский анализ митохондриальной ДНК: текущая практика и будущий потенциал» (PDF) . Обзор судебной медицины . 24 (2): 101–22. DOI : 10.1201 / B15361-17 . PMID 26244267 . S2CID 10742375 . Проверено 8 ноября 2018 .
- ^ a b Мелтон, Терри (2004). «Гетероплазмия митохондриальной ДНК» (PDF) . Обзор судебной медицины . 16 (1): 1–20. PMID 26256810 .
- ^ а б Дэвис, К. Леланд (1998). "Митохондриальная ДНК: штат Теннесси против Пола Уэра" (PDF) . Промега . Проверено 5 ноября 2018 года .
- ^ a b «Анализ ДНК помогает раскрыть дело об убийстве 22-летней давности» . www.govtech.com . Проверено 7 ноября 2018 .
- ^ a b Бойет, Крис. «Новая работа ДНК может предложить перелом в убийствах 36-летнего Мичигана» . CNN . Проверено 7 ноября 2018 .
- Перейти ↑ Oliveira, M. & Amorim, A. Appl Microbiol Biotechnol (2018). https://doi.org/10.1007/s00253-018-9414-6
- ^ Гонсалес, Альфредо А., Джессика И. Ривера-Перес, Гэри А. Торансос. Криминалистические подходы к обнаружению возможных агентов биотеррора. Microbiology Spectrum апрель 2017 г. 5 шт. 2. DOI: 10.1128 / microbiolspec.EMF-0010-2016
- ^ Rasko, Дэвид А., А Патрисия Л. Worsham, б Терри Г. Abshire, б Скотт Т. Stanley, с, 1 Jason D. Bannan, д Mark R. Wilson, д, 2Richard J. Langham, с Р. Скотт Декер, c, 3 Линся Цзян, a, 4 Тимоти Д. Рид, e Адам М. Филлиппи, f Стивен Л. Зальцберг, fМихай Поп, f Мэтью Н. Ван Эрт, g, h, Лео Дж. Кенефик, g, h, 5 Пол С. Кейм, g, h Клэр М. Фрейзер-Лиггетт, i и Жак Равела, 6. Сравнительный анализ генома Bacillus anthracis в поддержку исследования Amerithrax. Proc Natl Acad Sci US A. 2011 22 марта; 108 (12): 5027–5032 DOI: 10.1073 / pnas.1016657108
- ^ Фернандес-Родригес, А., 1 JLBurton2 L.Andreoletti3 J.Alberola4 P.Fornes5 I.Merino67 MJMartínez89 P.Castillo810 B.Sampaio-Maia11 IMCaldas12 V.Saegeman13 MCCohen14 ESGFOR и ESP. Посмертная микробиология при внезапной смерти: протоколы отбора проб, предлагаемые в различных клинических условиях. Клиническая микробиология и инфекции. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2018.08.009
- ^ a b Бобы, Кэролайн. Репортаж: Могут ли микробы отвести время судебным следователям? Proc Natl Acad Sci US A. 2018 2 января; 115 (1): 3–6.
- ^ Верма, Капил. «Журнал судебных исследований» (PDF) . www.hilarispublisher.com . Проверено 12 ноя 2019 .
- ^ Национальный институт юстиции (март 2016 г.). «Создание плана тестирования большого количества комплектов для сексуального насилия» (PDF) .
