Молекулярно-генетическая экспертиза: как ловят маньяков
Когда в XIX веке было выяснено, что папиллярный узор на подушечках пальцев уникален для каждого индивида, дактилоскопия революционизировала криминалистику. Оставил отпечаток на месте преступления – не отвертишься. Преступники вооружились перчатками и салфетками для стирания «пальчиков». Но им стало гораздо сложнее, когда было сделано новое открытие: наш индивидуальный «паспорт» хранится в каждой из ста триллионов клеток человеческого тела.
Да, речь идет о ДНК и молекулярно-генетической экспертизе. Всё вроде бы просто: берется ДНК из клеток, оставленных преступником, и сравнивается с ДНК из клеток подозреваемого. На самом деле, конечно, простота тут кажущаяся. Если некоторые живые клетки можно разглядеть в слабенький школьный микроскоп, а то и невооруженным глазом (пример — яйцо), то ДНК — объект микромира, и так просто «взять» ее не получится. То же со «сравнением». ДНК человека составляют 3,1 млрд пар оснований. Прочтение (секвенирование) всего этого объема информации — задача крайне трудоемкая.
Сколько надо клеток?
О том, как составляется уникальный генетический портрет человека и какие технологии при этом применяются, мы поговорили с представителями компании Gordiz — единственного в России производителя реагентов для проведения генетических судебно-медицинских экспертиз. Для начала хотелось узнать, какой минимум биологического материала должен оставить преступник на месте преступления, чтобы молекулярно-генетический анализ стал возможен.
«Можно в принципе получить результат из одной клетки, — говорит специалист компании Сергей Леонов, врач-биохимик, несколько лет проработавший судмедэкспертом. — Есть, например, приборы — лазерные микродиссекторы, которые позволяют вырезать из исследуемых образцов единичные клетки. Однако работа с таким малым количеством генетического материала не относится к стандартным технологиям и процессам и не гарантирует высокую надежность. Для нормального процесса нужно как минимум 10−15 клеток, и на самом деле это очень маленькое количество. Одно прикосновение рукой к предмету оставляет на нем сотни клеток».
Да, человек щедро разбрасывается генетическим материалом, но уже на этапе поиска биологических следов преступника судмедэкспертов поджидает много проблем. Например, отличный материал для исследования — кровь, следы которой хорошо заметны и в них обычно много ДНК. Но в пятне крови могли смешаться кровь преступника и жертвы. Как отделить клетки друг от друга? Задача несколько упрощается, если преступник и жертва разнополы: тогда возможна предварительная сортировка по наличию или отсутствию Y-хромосомы. Вообще работа со смешанными объектами — это часто встречающаяся ситуация: как правило, предметы, к которым прикасался злоумышленник, трогал кто-то и до него, и там можно найти биоматериал, принадлежащий десяткам людей. Для выделения нужного материала порой используют количественный метод: след преступника самый свежий, а значит, если количество каких-то клеток на поверхности объекта хотя бы на порядок превышает число остальных, можно предположить, что это и есть искомый биоматериал.
Типичный случай: после изнасилования эпителиальные клетки жертвы смешаны со сперматозоидами преступника. Для этого случая создан специальный метод. Поскольку эпителий имеет меньшую структурную прочность по сравнению с мужскими половыми клетками, его можно разрушить специальными химикатами, оставив сперматозоиды невредимыми и получив чистую фракцию клеток насильника.
Таким образом, собственно молекулярно-генетическому исследованию предшествует поиск необходимого материала и выделение его из разных смесей. Существуют, например, химические методы поиска следов крови там, где эти следы пытались отмыть. Есть технологии поиска клеток, оставленных на бумаге и других материалах.
Отмывание ДНК
Другой вопрос — сохранность биоматериала. С одной стороны, прочитан геном неандертальца и мамонта, то есть ДНК может сохраняться десятки тысяч лет. А с другой — в пятне крови, оставленном преступником пару дней назад, ДНК может не оказаться вовсе. Как же так? «ДНК — это одна из самых устойчивых биомолекул, — объясняет Сергей Леонов. — Если есть условия для хранения, она может оставаться в целости почти неограниченное количество времени. Лучшие условия — это высушивание, например на бумаге. Лично мне приходилось участвовать в работах по идентификации останков солдат, погибших во время Великой Отечественной. ДНК, обнаруженные в останках, сравнивались с сохранившимися образцами ДНК с фронтовых писем, которые предоставляли родственники погибших в этих местах воинов».