Metody badania włosów(1).pdf

Genetyka

KWARTALNIK NAUKOWY

ZAKŁADU GENETYKI

MOLEKULARNEJ

I SĄDOWEJ

numer 3(10) | Zima 2010

i Prawo

Uniwersytet Mikołaja Kopernika

Collegium Medicum

Katedra Medycyny Sądowej

O włos!

– metody badania włosów

Włosy to jedne z najczęściej badanych śladów biologicznych. Najlepszą metodą identyikacji

ich przynależności osobniczej jest analiza DNA połączona z badaniami morfologicznymi.

> www.zgms.cm.umk.pl

NOWOśCI W GENETYCE SĄDOWEJ

Spis treści

Drodzy Czytelnicy

Z niniejszym wydaniem „Genetyki i Prawa” obchodzi-

my skromny jubileusz – jest to dziesiąty numer naszego

magazynu. Z tej okazji składamy serdeczne podzięko-

wania wszystkim jego odbiorcom. Szczególnie tym,

którzy oprócz czytania naszych materiałów poświęcili

również swój czas na podzielenie się z nami uwagami

na temat zawartości kwartalnika – poprzez wypełnienie

ankiety umieszczonej na naszych stronach interneto-

wych lub dołączonej do jednego z wysłanych numerów.

Konopie... te czy inne?

NOWOśCI W GENETYCE SĄDOWEJ

Ludwik XVI czy kolejne oszustwo?

Konopie... te czy inne?

Prawie jak CSI

Konopie siewne z jednej strony znane są jako popularny narkotyk, a z drugiej – stanowią element

legalnych upraw, będących źródłem włókien i oleju. Odróżnienie dozwolonych prawem od niele-

galnych hodowli Cannabis przeprowadza się w stosunkowo prosty sposób na podstawie analizy

zawartości Δ 9 -tetrahydrokannabinolu w dojrzałych roślinach.

P roblem pojawia się w momencie, kiedy

kannabinoilowego (THCA) z użyciem techniki

minisekwencjonowania. Analizy przeprowa-

dzono na 94 próbkach gatunku Cannabis,

w tym na 10 próbach ślepych. We wszystkich

przypadkach udało się poprawnie określić

rodzaj rośliny. Okazało się także, że opraco-

wany test umożliwia wiarygodne odróżnienie

konopi od innych gatunków.

Z Państwa opinii, które poddaliśmy wnikliwej analizie,

wyłania się dość czytelny obraz kolejnych wydań

„Genetyki i Prawa”. Okazuje się, że największym zain-

teresowaniem cieszą się te materiały, które w sposób

mniej lub bardziej bezpośredni dotyczą praktycznego

wymiaru działania organów procesowych. Innymi

słowy, w sposób szczególny przyciągają Państwa

uwagę szeroko rozumiane aplikacje medycyny sądo-

wej w praktyce, zilustrowane szczegółowymi opisami

przypadków i metod badawczych. Z przyjemnością

odpowiemy na to naturalne zainteresowanie, prezen-

tując warsztat współczesnej medycyny sądowej na

przykładzie konkretnych spraw, w których uczestni-

czyli polscy i zagraniczni eksperci. Będziemy również

wdzięczni, jeśli do redagowania naszego magazynu

włączą się szerzej przedstawiciele wymiaru sprawiedli-

wości i organów ścigania, dzieląc się z innymi swoim

doświadczeniem. Serdecznie Państwa zapraszamy do

współtworzenia „Genetyki i Prawa”!

4-5

METODY BADAWCZE

O włos! – tradycyjne metody badania włosów

Włosy to jedne z najczęściej badanych śladów biologicznych. Barwa włosa jest cechą najbardziej

charakterystyczną i najbardziej przydatną z punktu widzenia identyikacji. Jednak najlepszą metodą

identyikacji ich przynależności osobniczej jest analiza DNA.

zabezpieczonym materiałem są pyłki,

nasiona lub silnie zdegradowane części

roślin. Obecnie nie jest to już przeszkodą

dla nowoczesnej genetyki. W Auckland

opracowano test, który bada obecność czte-

rech punktowych polimorizmów (SNP) we

fragmencie genu syntezy kwasu tetrahydro-

6-7

CIEKAWE PRZYPADKI

Uniewinnienie dzięki… mtDNA

Niestandardowe, szerokie podejście do analizy mtDNA włosów dowodowych jest niezwykle

skuteczne. Dzięki takiej strategii całkowicie uległa zmianie kwaliikacja dotycząca pochodzenia

badanego materiału biologicznego.

Ludwik XVI

czy kolejne oszustwo?

Prawie jak CSI

8-10

NASZA DZIAŁALNOść

Toksykologiczne ABC

Toksykologia sądowa to nie tylko rutynowe badania dla potrzeb wymiaru sprawiedliwości. To rów-

nież dyscyplina naukowa, która poszukuje nowych rozwiązań aplikacyjnych umożliwiających prze-

prowadzanie rutynowych badań, ale także bada wiele istotnych zagadnień z pogranicza farmakologii,

toksykologii i medycyny sądowej.

Naukowcy z Uniwersytetu Południowej

Karoliny (USA) opublikowali ostatnio wyniki

swojej pracy nad nowatorską metodą

wykrywania śladów krwi. Skonstruowali

aparat fotograiczny, który wysyła wiązkę

promieniowania podczerwonego i mierzy

wielkość jej odbicia. Wybór odpowiedniej

długości fali oraz stosowanych iltrów po-

zwala zminimalizować promieniowanie tła

i ujawnić plamy krwawe nawet na ciemnych

powierzchniach.

A parat pozwala uwidocznić ślady krwi

Nie znaczy to wcale, że na naszych łamach nie zagosz-

czą już więcej informacje na temat postępu w bada-

niach podstawowych, które dopiero za jakiś czas mogą

znaleźć zastosowanie w praktyce, czy też ciągle aktu-

alna problematyka jakości ekspertyz. Tematy te będą

w dalszym ciągu obecne, zmieni się jedynie rozłożenie

akcentów na korzyść zagadnień bardziej przydatnych

w Państwa codziennej pracy. Drugim kierunkiem na-

szego redakcyjnego działania, wynikającym z Państwa

oceny, będzie wyjście poza ściśle rozumianą tematykę

genetyczną. Nie jest to niczym dziwnym, zważywszy

że np. w walce z przestępczością biegli genetycy

są ważnymi, ale niejednymi reprezentantami nauk

przyrodniczych. Nietrudno zatem zrozumieć, dlaczego

w bieżącym numerze „Genetyki i Prawa” znalazły się

materiały z zakresu toksykologii, tanatologii, genetyki

i antropologii sądowej.

A nalizy biochemiczne pozwoliły ustalić,

W ręce włosko-hiszpańskiego zespołu biolo-

gów traiła tykwa datowana na 1793 r.

Wypalony na niej tekst mówi, że zawiera chus-

teczkę zanurzoną w krwi Ludwika XVI tuż po

jego egzekucji.

że naukowcy istotnie mają do czynienia

z krwią. Postanowiono zatem przepro-

wadzić dalsze badania genetyczne obejmujące

ustalenie sekwencji HVSI i HVSII mitochondrial-

nego DNA, proil STR chromosomu Y, kilka STR

autosomalnych oraz SNP w genie HERC2 .

Uzyskane wyniki wskazują, że dawca był hetero-

zygotą względem genu HERC2 , mógł zatem mieć

oczy koloru niebieskiego, co zresztą zgodne jest

z wizerunkami portretowymi króla.

Dość rzadko występująca sekwencja mtDNA

należy do haplogrupy N1b, natomiast nieznany

dotąd haplotyp chromosomu Y przyporządko-

wać można do haplogrupy G2a.

Aby potwierdzić tożsamość dawcy, konieczne

będzie porównanie uzyskanych wyników

z proilami krewnych Ludwika XVI.

Oczywistym wyborem staje się analiza wysuszo-

nego serca syna króla – Ludwika XVII, które znaj-

duje się w bazylice Saint Denis. Wprawdzie jego

pochodzenie także poddawane było

w wątpliwość, jednak w 2001 r. opublikowano

wyniki analiz mtDNA, które pozwoliły ustalić

pokrewieństwo próbki serca z krewnymi jego

matki Marii Antoniny (w linii matczynej).

11-13

PIęć PYTAń DO...

Czytanie z kości

O tym, że świat jest znacznie bardziej skomplikowany niż wydawało się to typologom, że apro-

ksymacja twarzy tylko w serialowej rzeczywistości może zastąpić badania DNA oraz o tym, jakich

błędów powinien wystrzegać się antropolog dokonujący badań identyikacyjnych, przeczytacie

w wywiadzie z doktorem Tomaszem Kozłowskim.

nawet przy ich stukrotnym rozcieńcze-

niu, a cała procedura nie zajmuje więcej

niż dwie minuty. Istotną przewagą zestawu

nad stosowanym tradycyjnie opryskiwaniem

miejsca zdarzenia roztworem luminolu (czy

jego pochodnych) jest całkowita niezależność

wyniku od popularnych substancji interferują-

cych, jak kawa, wybielacz czy rdza. Co więcej,

aparat w żaden sposób nie narusza ujawnio-

nego śladu ani nie rozcieńcza go, jak ma to

miejsce w przypadku stosowania luminolu.

Dzięki temu zwiększa szansę na uzyskanie

proilu DNA.

Użycie dodatkowych iltrów może pozwolić

w przyszłości ujawniać także inne ślady, jak np.

odciski linii papilarnych.

14-15

Z PAMIęTNIKA MEDYKA SĄDOWEGO

Sprawa małego kalibru?

Przemieszczanie się pocisków w świetle naczyń w przypadkach obrażeń postrzałowych jest ciekawym,

ale bardzo rzadko spotykanym problemem diagnostycznym.

W nadziei, że dokonane zmiany spotkają się z Państwa

życzliwym przyjęciem, prosimy o dalsze uwagi na

temat naszego magazynu!

Dr hab. Tomasz Grzybowski,

prof. UMK, Kierownik Katedry Medycyny Sądowej

oraz Zakładu Genetyki Molekularnej i Sądowej

Collegium Medicum UMK

WYDAWCA:

Zakład Genetyki Molekularnej i Sądowej

Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum

REDAKTOR WYDANIA:

Tomasz Grzybowski

ZESPÓŁ REDAKCYJNY

Urszula Rogalla, Jarosław Bednarek,

Katarzyna Skonieczna, Przemysław Piotrowski,

Elżbieta Bloch-Bogusławska, Piotr Engelgardt

KONCEPCJA, PROJEKT, EDYCJA:

NOVIMEDIA Content Publishing

www.novimedia.pl

Redakcja: Urszula Rogalla

Zostały podjęte wszelkie środki, aby zawarte w publikacji informacje

były dokładne i aktualne w dniu oddania do druku. Rozpowszechnianie

materiałów redakcyjnych bez pisemnej zgody wydawcy jest zabronione.

Opracowano na podstawie: Lalueza-Fox i wsp., Forensic Science International: Genetics; w druku; doi:10.1016/j.fsigen.2010.09.007; Rotherham i Harbison, Forensic Science International; w druku;

doi:10.1016/j.forsciint.2010.10.006; Brooke i wsp., Anal. Chem. 2010, 82: 8412-8431.

Genetyka i Prawo 3

METODY BADAWCZE

Zdradliwe łuski

Procedura badań morfologicznych jest jednak bar-

dziej złożona. Zadaniem eksperta jest w pierwszej

kolejności ocena cech makroskopowych włosa

– jego długości i kształtu. Następnie przeprowadza-

ne są badania mikroskopowe. Do ich wykonania

wykorzystywany jest mikroskop porównawczy

lub zwykły mikroskop świetlny połączony za pomo-

cą kamery z komputerem wyposażonym w opro-

gramowanie do analizy porównawczej.

Najpierw ocenia się stan powierzchni włosa

i określa gęstość pokrywających go łusek.

Czynność ta nie wymaga skomplikowanej pre-

paratyki. Włos jest umieszczany pomiędzy szkieł-

kiem nakrywkowym i podstawowym preparatu

bez żadnych dodatkowych substancji. W dalszej

kolejności wykonywany jest właściwy preparat

mikroskopowy. Aby wszystkie cechy budowy

były widoczne, konieczne jest zanurzenie włosa

w substancji o współczynniku refrakcji podob-

nym do tego, jakim charakteryzują się włosy.

Można tu wykorzystać specjalne odczynniki,

ale równie dobrym środkiem jest zwykła glice-

ryna.

Włosy są jednym z najpowszechniej-

szych i zarazem najważniejszych śla-

dów biologicznych poszukiwanych

przez ekipy dochodzeniowo-śledcze

na miejscach zdarzeń kryminalnych.

Włosy jednej osoby – bogactwo różno-

rodności

bardzo małe fragmenty włosów. Mają one jesz-

cze inną zaletę – materiał porównawczy można

pobrać również od krewnych w linii matczynej.

Z badaniami DNA mitochondrialnego wiąże się

jednak pewna niedogodność – są one stosun-

kowo drogie. Jeżeli materiał dowodowy składa

się z bardzo wielu włosów, wówczas koszt badań

przekracza możliwości inansowe organów

prowadzących śledztwo.

O włos!

Dzielenie włosa na czworo – selekcja

W przypadku, gdy badania byłyby bardzo kosz-

towne, przychodzą z pomocą badania morfolo-

giczno-porównawcze. Ogólna zasada tych badań

jest prosta. Na podstawie oględzin makro- i mi-

kroskopowych należy wykluczyć włókna, które nie

są włosami oraz włosy zwierzęce. Następny krok

to stwierdzenie, czy pod względem budowy mor-

fologicznej każdy badany włos dowodowy jest

podobny do włosów porównawczych pobranych

od jednej lub większej liczby osób. Na podstawie

wyników analizy morfologicznej nie można jed-

noznacznie zidentyikować człowieka. Można

jednak dokonać selekcji materiału dowodowe-

go, kwaliikując do badań genetycznych włosy

dowodowe podobne do materiału porównaw-

czego i wykluczając z nich włosy o całkowicie

odmiennej morfologii. Jeżeli podejrzany o rozbój

jest naturalnym ciemnym brunetem, to z mate-

riału dowodowego zabezpieczonego z odzieży

osoby poszkodowanej zostaną wykluczone

włosy blond i rude. Zabieg ten pozwala znacznie

zredukować koszty analizy genetycznej.

– tradycyjne metody

Choć niezwykle podobne, są to włosy

różnych osób

Na części pierwsze

Preparat oglądany jest pod różnymi powięk-

szeniami, aby możliwie najbardziej precyzyjnie

określić cechy mikroskopowe. Najważniejsze

z nich to średnica, barwa, wielkość, rozkład

i kształt ziaren barwnikowych, budowa i barwa

rdzenia, stan cebulki włosowej, kształt końca

włosa, kształt proilu łusek powłoczki (kutikuli),

obecność innych śladów biologicznych (krew,

jaja owadów), ślady zabiegów fryzjerskich (far-

bowanie, rozjaśnianie, trwała ondulacja itp.).

Wygląd cebulki włosa pozwala stwierdzić,

w jakim stadium rozwojowym włos został od-

dzielony od ciała. Analiza końców włosa umoż-

liwia wnioskowanie o tym, jak dawno włos był

przycinany. W przypadku, gdy nie ma cebulki,

na podstawie oględzin końca nasadowego

ustala się sposób oddzielenia włosa (wyrwanie,

pęknięcie, obcięcie itp.). Ze wszystkich pozosta-

łych cech największe znaczenie ma barwa.

badania włosów

Wstępna selekcja

W większości przypadków doświadczony

ekspert potrai prawidłowo powiązać materiał

dowodowy z porównawczym na podstawie

podobieństwa morfologicznego. Jednak budo-

wa włosa nie jest cechą unikalną pozwalającą

na jednoznaczną identyikację osobniczą, jak to

ma miejsce w przypadku DNA i odcisków palców.

Zdarzają się przypadki, że włosy pochodzące z tej

samej okolicy ciała dwóch różnych osób są nieod-

różnialne. Dotyczy to wszystkich barw włosów, ale

w szczególności włosów siwych, bardzo ciemnych

oraz rudych. Dlatego nie należy postrzegać badań

morfologicznych jako rozstrzygających, a jedynie

jako analizę wstępną ukierunkowaną na selekcję

materiału dowodowego.

W łosy to jedne z najczęściej badanych

Włos z głowy...

Tak jak w przypadku innych śladów biologicz-

nych, obecność włosów konkretnej osoby

w określonym miejscu świadczy o jej związku

z tym miejscem. Włosy mogą zdradzić sprawców

wielu rodzajów przestępstw. Przykładowo, wło-

sy, które wypadły włamywaczowi podczas wła-

mania lub znalezione w porzuconej czapce ko-

miniarce, włosy łonowe gwałciciela wyczesane

z owłosienia łonowego oiary, włosy napastnika

albo zabójcy pozostawione na ubraniu osoby

poszkodowanej czy też na odwrót – włosy oiary

napadu lub zabójstwa znalezione na odzieży

sprawcy. Z kolei włosy zabezpieczone z szyby

lub tapicerki pojazdu mogą wskazać kierowcę

– sprawcę wypadku samochodowego. Takich

przykładów jest oczywiście znacznie więcej.

jest młody i został wyrwany. Wówczas cebulka

wraz z otaczającą ją łącznotkankową pochewką

zawierają dostateczną ilość DNA. Nawet w tym

przypadku uzyskanie proilu genetycznego nie

zawsze się udaje. Jeszcze rzadziej jest to możliwe

w odniesieniu do włosów starych, które wypad-

ły spontanicznie – nie mają one zazwyczaj po-

chewki, a fragmenty włosów bez cebulki w ogóle

nie nadają się do tego typu badań.

Znacznie lepszym rozwiązaniem, choć mającym

nieco mniejszą wartość dowodową, jest podda-

nie włosów badaniom proilu DNA mitochon-

drialnego. Badaniom tym można poddać nawet

śladów biologicznych. Obecnie

najlepszą metodą identyikacji ich

przynależności osobniczej jest analiza DNA.

Jednak w tym procesie nadal swój udział mają

również badania morfologiczne.

Pozorny brak dowodów

Wypadanie włosów nie jest spowodowane wy-

łącznie czynnikami natury biologicznej.

Inną przyczyną ich utraty są oddziaływania

mechaniczne. Włosy mogą być wyrwane w części

lub w całości podczas codziennych czynności,

takich jak czesanie, mycie czy też zakładanie lub

zdejmowanie nakrycia głowy i odzieży. Może do

tego dojść również podczas sytuacji związanych

ze stosowaniem przemocy lub obroną przed nią,

np. wtedy, gdy są ciągnięte i szarpane czy też,

gdy dochodzi do drapania lub ocierania powierz-

chni skóry.

Włosy ludzkie, które wypadły lub zostały wyrwane,

osiadają w różnych miejscach i na różnych przed-

miotach. Dlatego, choć nie zawsze rzucają się

w oczy, można je znaleźć wszędzie tam, gdzie

przebywali ludzie. Są one jednym z najpowszech-

niejszych i zarazem najważniejszych śladów biolo-

gicznych poszukiwanych przez ekipy dochodze-

niowo-śledcze na miejscach zdarzeń kryminal-

nych.

Jarosław Bednarek

Nie rude,

a blond, czyli

wszystko

o barwie włosa

W powszechnej świadomości funkcjonuje

stereotyp, że naturalny kolor wszystkich włosów

na głowie człowieka jest taki sam. Kiedy jednak

spojrzy się przez okular mikroskopu, można

zauważyć wiele subtelnych różnic pomiędzy

włosami tej samej osoby. Zdarza się czasem, że

różnice te są znaczne, że włosy z głowy jednego

człowieka można zaliczyć do kilku całkowicie

odmiennych proili morfologicznych, dlatego

materiał porównawczy pobiera się zwykle

z pięciu okolic głowy: czołowej, ciemieniowej,

obydwu skroniowych oraz z części potylicznej.

Aby dobrze scharakteryzować proil morfolo-

giczny włosów danej osoby, konieczne jest zba-

danie co najmniej kilku włosów z każdej z tych

okolic. Niewielkie różnice odcieni barw można

również dostrzec w obrębie tego samego włosa.

Może mieć on nieco inny odcień w okolicach ce-

bulki, inny w różnych odcinkach łodygi i jeszcze

inny na czubku. Gdy patrzy się na włosy gołym

okiem, ich barwa sprawia wrażenie jednolitej.

Jednak jest to złudzenie optyczne. W obrazie

mikroskopowym barwa włosa to mozaika, której

postać jest uzależniona od rodzaju barwników

znajdujących w ziarnach barwnikowych oraz od

wielkości i rozmieszczenia tych ziaren. Jednolita

barwa widoczna jest wyłącznie w przypadku

włosów farbowanych.

Różne badania DNA

Znalezienie włosów na miejscu przestępstwa

nie ma jednak żadnego znaczenia, jeżeli nie

zostanie zidentyikowana osoba, od której one

pochodzą. W chwili obecnej najlepszą metodą

identyikacji jest poddanie znalezionego włosa

badaniom genetycznym.

Spośród dwóch rodzajów tego typu badań

większą wartość dowodową mają badania

DNA jądrowego. Niestety, badania te kończą

się sukcesem zwykle tylko wtedy, gdy włos

Barwa włosa jest cechą najbardziej charak-

terystyczną i najbardziej przydatną z punktu

widzenia identyikacji. Prowadząc badania

porównawcze, w pierwszej kolejności zauważa

się podobieństwa lub różnice barw, a dopiero

później inne cechy.

4 Genetyka i Prawo

Genetyka i Prawo 5

CIEKAWE PRZYPADKI

Uniewinnienie dzięki... mtDNA

puli mtDNA w populacjach człowieka współcze-

snego. Każda z nich podzielona jest na mniejsze

podgrupy, deiniowane przez inne mutacje. Cza-

sem zdarza się, że dwie osoby o takim samym,

bardzo częstym proilu HVS I i HVS II należą w is-

tocie do różnych (pod)haplogrup.

W takiej sytuacji określenie przynależności

haplogrupowej pozwala na wykluczenie po-

chodzenia dwóch próbek z tego samego źródła,

mimo że po standardowej analizie mtDNA

próbki te wyglądają tak samo!

Niestandardowe, szerokie podejście do analizy mtDNA włosów dowodowych jest niezwykle

skuteczne. Dzięki takiej strategii całkowicie uległa zmianie kwaliikacja dotycząca pochodzenia

badanego materiału biologicznego.

W marcowy poranek strażnik wykonujący

dwa niewielkie fragmenty mtDNA, tzw. HVS I

i HVS II, stanowiące łącznie ok. jednej szesnastej

długości całej cząsteczki (patrz: ramka).

W przypadku zgodności sekwencji mtDNA

badanych próbek (np. włosa dowodowego

i wymazu ze śluzówki policzków podejrzanego)

nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że to po-

dejrzany pozostawił swój włos. Możemy jedynie

wskazać grupę osób o danym proilu mtDNA,

która, ze względu na częstość występowania

w populacji zamieszkującej dany kontynent,

może być mniej lub bardziej liczna.

Szczególne problemy z kwaliikacją takiej zgod-

ności pojawiają się wtedy, gdy ustalony haplo-

typ jest częsty lub bardzo częsty w populacji, np.

gdy występuje raz na 25 osób. Można w takiej

sytuacji co najwyżej stwierdzić, że zaistnienie

zgodności jest 25 razy bardziej prawdopodobne

przy założeniu, że podejrzany (lub osoba spo-

krewniona z nim bezpośrednio w linii żeńskiej)

pozostawił włos, w stosunku do hipotezy, że

włos pozostawił ktoś inny, niespokrewniony

z podejrzanym w linii żeńskiej. Co więcej można

zrobić przy takim scenariuszu?

Większość polskich i zagranicznych laboratoriów

genetyczno-sądowych na takim stwierdzeniu

poprzestaje, nie wykonując dalszych badań.

Jest jednak pewne rozwiązanie – można

rozszerzyć analizę sekwencji mtDNA. Czasem

wystarczy zbadać zestaw dodatkowych miejsc

znajdujących się poza regionami HVS I i HVS II.

Określone mutacje w tych miejscach deiniują

tzw. haplogrupy, czyli zbiory cząsteczek wywo-

dzących się od wspólnego przodka w linii żeńskiej.

Główne haplogrupy powstały w różnym czasie,

na przestrzeni ok. 150 tys. lat różnicowania się

Czytanie z... włosów?

W opisywanej sprawie badania rozpoczęliśmy

od standardowej analizy sekwencji HVS I i HVS II.

Pozwoliła ona na wykluczenie pochodzenia

zabezpieczonych włosów od oiary i jednego

z podejrzanych. W przypadku 19 włosów stwier-

dziliśmy, że ich proil jest zgodny z proilem

drugiego podejrzanego. Problem w tym, że był

to proil charakteryzujący się wysoką częstością

w populacjach europejskich (raz na ok. 76 osób).

Wydawało się, że z pomocą może przyjść okre-

ślenie przynależności haplogrupowej.

Po jej przeprowadzeniu okazało się, że zarówno

mtDNA podejrzanego, jak i wszystkie 19 włosów

można zakwaliikować do haplogrupy H. Jest

ona najliczniejszą spośród wszystkich haplogrup

populacji europejskiej, a w jej obrębie można

wyróżnić aż 37 podgrup, na podstawie mutacji

zlokalizowanych głównie poza regionami HVS I

oraz HVS II. Podgrupy te występują z różnymi

częstościami w populacjach Europy, Bliskiego

Wschodu i Kaukazu. W tej sytuacji należało

jeszcze bardziej zwiększyć rozdzielczość analizy

mtDNA, wskazując podhaplogrupę w obrębie H,

do której należy podejrzany, oraz kluczowe dla

sprawy włosy dowodowe. Na tym etapie mogli-

śmy wreszcie dokonać pierwszych wykluczeń.

Podejrzany należał do podhaplogrupy H1,

natomiast dwa spośród włosów dowodowych

reprezentowały inną podhaplogrupę. Jedno-

cześnie okazało się, że mtDNA 17 pozostałych

włosów, podobnie mtDNA podejrzanego, należy

do tej samej podhaplogrupy H1.

Nie jest to niczym dziwnym, zważywszy, że H1

jest jedną z najczęściej występujących podgrup

w obrębie haplogrupy H. Pierwszymi reprezen-

tantami H1 byli ludzie, którzy ok. 11 tys. lat temu

wyszli z tzw. refugium franko-kantabryjskiego

na obszarze Europy Południowej, aby zasiedlić

północną część kontynentu, znacznie bardziej

przyjazną dla ludzi po szczycie ostatniego

zlodowacenia.

swoje codzienne obowiązki w jednym

z kompleksów leśnych południowej

Polski odnalazł przy leśnej drodze porzucony sa-

mochód. W bagażniku samochodu znaleziono

zawinięte w koc zwłoki ok. 50-letniego mężczy-

zny. Specjaliści medycyny sądowej, którzy do-

konali oględzin zwłok w miejscu ich ujawnienia,

stwierdzili na szyi zmarłego ślady charakterysty-

czne dla tzw. zadzierzgnięcia, choć w pobliżu

nie znaleziono pętli. Fakt owinięcia zwłok kocem

oraz ślady zadzierzgnięcia wyraźnie wskazywały

na udział osób trzecich.

Podczas oględzin samochodu śledczy zabezpie-

czyli 147 włókien, które, jak się potem okazało, były

jedynym materiałem biologicznym mogącym

mieć wartość dowodową w sprawie. Należało

sprawdzić, czy są one włosami ludzkimi i czy

mogą pochodzić od dwóch mężczyzn podejrza-

nych o zabójstwo, wytypowanych w toku postę-

powania.

Badania morfologiczno-porównawcze przepro-

wadzone w naszym zakładzie pozwoliły na wy-

eliminowanie z dalszych badań genetycznych

większości włosów, których proile morfologicz-

ne były niemalże identyczne jak proile włosów

denata. Pozostało 41 włosów, które mogły być

pozostawione przez osoby trzecie, w tym poten-

cjalnych zabójców. W większości były to jednak

fragmenty łodyg włosów, w których nie wystę-

puje DNA jądrowy. Jedynym rozwiązaniem było

zatem podjęcie badań DNA mitochondrialnego

(mtDNA).

Dzięki dużej przepustowości

technika sekwencjonowania drugiej generacji pozwala uzyskać

rzetelny i powtarzalny wynik w bardzo krótkim czasie

ograniczonego panelu mutacji przypominałyby

szukanie igły w stogu siana.

Ponieważ zgromadzone dowody w postaci wło-

sów były jedynymi w badanej sprawie, a ciężar

zarzutów ogromny, postanowiliśmy zwiększyć

maksymalnie rozdzielczość badań, analizując

sekwencję pełnego genomu mitochondrialnego

u podejrzanego. Określiliśmy, że jego mtDNA

ma dwie mutacje, które okazały się kluczowe

w badanej sprawie – jedną charakterystyczną

dla podhaplogrupy H1c, drugą natomiast tzw.

prywatną, czyli niedeiniującą żadnej znanej

podhaplogrupy. Pozostało zbadać 17 włosów

dowodowych pod kątem występowania tych

dwóch konkretnych mutacji, co nie nastręczało

już większych trudności. W mtDNA żadnego

z włosów mutacje te nie występowały, co po-

zwoliło na ostateczne wykluczenie pochodzenia

włosów dowodowych od podejrzanego.

udało się zakończyć, te same metody analitycz-

ne mogą się przydać w najbliższej przyszłości,

po wytypowaniu kolejnych potencjalnych

sprawców śmiertelnego zadzierzgnięcia.

Katarzyna Skonieczna

Tomasz Grzybowski

HVS I i HVS II

Fragmenty mtDNA, tzw. HVS I i HVS II, sta-

nowią łącznie ok. jednej szesnastej długości

całej cząsteczki. Charakteryzują się one

szczególnie wysoką zmiennością między-

osobniczą – jeśli dwie losowo wybrane

osoby różnią się od siebie w obrębie mtDNA,

różnic tych należy się spodziewać przede

wszystkim w HVS I i HVS II. Jeśli zatem

zbadamy HVS I i HVS II dwóch porówny-

wanych próbek i stwierdzimy, że różnią się

względem rCRS tymi samymi mutacjami,

mogą one pochodzić z jednego źródła. Jeśli

natomiast w dwóch próbkach odnajdujemy

różne mutacje, możemy taką możliwość

wykluczyć. Należy jednak pamiętać, że proil

genomu mitochondrialnego w ścisłym sensie

nie pozwala na wskazanie konkretnej osoby,

od której pochodzi badany materiał. Jest tak

dlatego, że mtDNA przekazywany jest z po-

kolenia na pokolenie tylko w linii żeńskiej.

Różnorodność mtDNA w populacji, choć

spora, jest znacznie ograniczona w stosunku

do zmienności DNA jądrowego, który dzie-

dziczymy od obojga rodziców po połowie.

Omówiony przypadek ilustruje skuteczność nie-

standardowego, szerokiego podejścia do analizy

mtDNA włosów dowodowych. Warto zwrócić

uwagę, że dzięki takiej strategii całkowicie

uległa zmianie kwaliikacja dotycząca pocho-

dzenia badanego materiału biologicznego.

Przy standardowym podejściu laboratoryjnym,

czyli analizie HVS I i HVS II, konkluzją ekspertyzy

byłoby potwierdzenie, choć o niewielkiej sile

dowodowej.

Po przeprowadzeniu dodatkowych analiz peł-

nego genomu oraz określeniu przynależności

haplogrupowej mogliśmy w sposób niebudzący

żadnych wątpliwości stwierdzić w naszej opinii,

że dowodowe włosy nie pochodziły od podej-

rzanego. I choć samej sprawy na tym etapie nie

Wszechobecna statystyka

Proil mtDNA badanej próbki, nazywany haplo-

typem, ustalany jest względem proilu referen-

cyjnego, tzw. rCRS. Skrót pochodzi od Revised

Cambridge Reference Sequence – czyli

pierwszej pełnej sekwencji ludzkiego mtDNA

opublikowanej w 1981 r. przez zespół naukow-

ców z Cambridge i skorygowanej w roku 1999.

W wyniku porównania sekwencji mtDNA bada-

nej próbki z rCRS uzyskuje się zestaw różnic

(mutacji), które stanowią swego rodzaju identy-

ikator. Mimo że mtDNA składa się z ok. 16 569

nukleotydów („cegiełek”, z jakich zbudowany

jest DNA), laboratoria genetyczno-sądowe dla

potrzeb identyikacyjnych badają najczęściej

W przypadkach zgodności pomiędzy materiałem dowo-

dowym i porównawczym w zakresie proili mtDNA często

występujących w populacji, określenie haplogrupy mtDNA

może całkowicie zmienić końcową konkluzję opinii

Analiza pełnego genomu –

ostateczne rozwiązanie

Na temat podgrup w obrębie H1 wiemy dotych-

czas stosunkowo niewiele, toteż dalsze próby

określania podhaplogrupy mtDNA za pomocą

6 Genetyka i Prawo

Genetyka i Prawo 7

NASZA DZIAŁALNOść

Toksykologiczne ABC

grupę stanowią również próbki pobierane od

oiar przestępstw w kontekście użycia tzw.

pigułek gwałtu, czyli substancji podawanych

podstępnie przyszłym oiarom w celu m.in.

pozbawienia ich świadomości i zdolności pokie-

rowania własnym zachowaniem.

Badania związane z oznaczaniem substancji

odurzających i psychotropowych charakteryzują

się dużo większym stopniem skomplikowania

niż oznaczanie alkoholu etylowego. Badanie

toksykologiczne w tym przypadku można po-

dzielić zasadniczo na dwa etapy (patrz: ramka).

Obie metody charakteryzują się między innymi

wysoką czułością i selektywnością. W praktyce

oznacza to, że używając tych metod, można

przeprowadzać analizy zarówno jakościowe

(identyikacja), jak i ilościowe – również na bar-

dzo niskich, śladowych poziomach stężeń.

Warto zaznaczyć, że cała analiza toksykologiczna

od momentu rozpoczęcia badań do uzyskania

końcowego wyniku jest procesem bardzo złożo-

nym i czasochłonnym, a interpretacja i opraco-

wanie uzyskanych surowych danych wymaga od

analityka toksykologa sporego doświadczenia.

Warto też zastanowić się, jaki materiał badawczy

jest przydatny w toksykologii.

Oznaczanie zawartości

substancji psychoaktywnych w różnych rodza-

jach materiału biologicznego jest możliwe dzięki

wykorzystaniu chromatograii cieczowej

Substancje toksyczne nieustannie towarzyszą człowiekowi na wielu płaszczyznach. Z punktu

widzenia toksykologii sądowej interesujące są substancje chemiczne, których posiadanie, używanie

lub konsekwencje używania wiążą się z przestępstwem lub wykroczeniem.

Z ainteresowanie człowieka truciznami sięga

Dokładność przede wszystkim

Do najczęściej wykonywanych badań toksykolo-

gicznych należą analizy związane z oznaczaniem

alkoholu etylowego w materiale biologicznym.

W przeważającej większości badania te dotyczą

uczestników ruchu drogowego. Materiałem

z wyboru, który powinien być pobierany do ba-

dań w tym przypadku, jest krew. Tylko badanie

krwi umożliwia przeprowadzenie jednoznacznej

oceny trzeźwości. Badanie innych próbek bio-

logicznych ma jedynie charakter pomocniczy.

Dotyczy to zarówno badań przyżyciowych, przy

których pobiera się próbki moczu, jak i pośmier-

tnych, gdzie pobierane są inne płyny ustrojowe

i tkanki.

Przy zabezpieczaniu materiału do badań nie-

zwykle istotne jest postępowanie zgodne z in-

strukcją, która zawsze dołączona jest do pakietu

służącego do pobierania krwi. Niedokładne

wypełnienie protokołu pobrania krwi niejedno-

krotnie utrudnia, a czasem wręcz uniemożliwia

sporządzenie przydatnej opinii sądowo-lekar-

skiej dotyczącej stanu trzeźwości badanego.

Popularne

metody

instrumentalne

odległych czasów. Pierwsze opisy otruć

i roślin wykorzystywanych do przygoto-

wania trucizn można spotkać już w starożytnych

dokumentach.

Wiemy, że substancje trujące były stosowane

zarówno jako narzędzie zbrodni, jak i używki

czy środki do wymierzania kary śmierci.

Dziś niewiele się zmieniło. Współcześnie sub-

stancje wykorzystywane są do celów przestęp-

czych takich jak otrucia zbrodnicze, ułatwienie

popełnienia innego przestępstwa, ale także jako

środki służące do wykonywania kary śmierci

(wiele stanów USA).

Spośród metod instrumentalnych w bada-

niach toksykologicznych szczególne miejsce

zajmują takie techniki jak GC/MS, czyli

chromatograia gazowa sprzężona ze spek-

trometrią mas, i LC/MS, czyli wysokosprawna

chromatograia cieczowa sprzężona ze

spektrometrią mas.

Cenna krew

Krew jest materiałem z wyboru nie tylko przy

badaniach w kierunku oznaczenia alkoholu

etylowego, ale także w prawie wszystkich innych

badaniach toksykologicznych. Analiza toksyko-

logiczna krwi umożliwia przeprowadzenie oceny

ciężkości zatrucia, a także, co jest szczególnie

ważne w badaniach toksykologiczno-sądowych,

pozwala uzyskać odpowiedź, czy w chwili

pobrania osoba była pod wpływem danej

substancji. Większość powszechnych substancji

odurzających i psychotropowych oraz innych

ksenobiotyków jest obecna we krwi zwykle od

kilku do kilkunastu godzin od chwili dostania się

ich do organizmu.

Ważne jest, aby próbki krwi po pobraniu, a przed

dostarczeniem do laboratorium, przechowy-

wane były w obniżonej temperaturze. W ten

sposób spowalnia się procesy gnilne i autolitycz-

ne, które mogą prowadzić do zmian stężenia

ksenobiotyków w tych próbkach, a tym samym

do uzyskania wyników niezgodnych z rzeczy-

wistością.

Codzienne zadania laboratorium toksy-

kologicznego obejmują m.in. oznaczanie

zawartości alkoholu we krwi

Wykrywamy pigułkę gwałtu

Poza badaniami związanymi z oznaczaniem

alkoholu etylowego szczególne miejsce w tok-

sykologii sądowej zajmują tzw. środki działające

podobnie do alkoholu. Ponadto, dla toksykologa

sądowego ważnym wyznacznikiem przy obiera-

niu kierunków badań jest ustawa o przeciwdzia-

łaniu narkomanii, a dokładniej wykaz substancji

odurzających i psychotropowych będący załą-

cznikiem do tejże ustawy.

Tak jak w przypadku alkoholu etylowego, więk-

szość dostarczanych do badań próbek pochodzi

od uczestników ruchu drogowego. Znaczącą

Etapy badań toksykologicznych

Materiałem badawczym poddawanym

analizom przez toksykologów sądo-

wych są zazwyczaj próbki biologiczne

pobierane od oiar lub sprawców prze-

stępstw i wykroczeń.

Retrospektywny dowód

Innym materiałem, dość często zabezpieczanym

do badań toksykologicznych, jest mocz. Należy

jednak pamiętać, że badanie toksykologiczne

moczu nie dostarcza informacji o ciężkości za-

trucia. Badanie to ma charakter retrospektywny,

czyli pozwala jedynie na stwierdzenie, że w prze-

szłości badana osoba była pod wpływem danej

substancji. Podobnie jak w przypadku krwi, z tych

samych powodów próbki moczu powinny być

Etap pierwszy – badanie przesiewowe.

Wykorzystuje się w nim głównie metody

immunochemiczne. Badanie wykonane w ten

sposób dostarcza wielu cennych informacji

i umożliwia zawężenie dalszych badań, co

zazwyczaj jest konieczne ze względu na nie-

wielką ilość materiału badawczego. Jednakże

badanie metodą immunochemiczną nie może

być w żadnym wypadku jedyną podstawą do

wydania wyników badań toksykologiczno-są-

dowych. Takie postępowanie jest dopuszczalne

w badaniach klinicznych, których specyika i cele

są odmienne.

Z punktu widzenia toksykologii sądowej inte-

resujące są substancje chemiczne, których po-

siadanie, używanie lub konsekwencje używania

wiążą się z przestępstwem czy wykroczeniem.

Materiałem badawczym poddawanym analizom

przez toksykologów sądowych są zazwyczaj

próbki biologiczne pobierane od oiar lub

sprawców przestępstw i wykroczeń.

Etap drugi – analizy z wykorzystaniem

technik instrumentalnych.

Przeprowadza się je po badaniach przesiewo-

wych. Poprzedzone są one niezwykle istotnym

etapem ekstrakcji, czyli izolowania ksenobioty-

ków z materiału biologicznego.

08 Genetyka i Prawo

Genetyka i Prawo 09

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: