Bakterie na opuszkach palców: obiecujące narzędzie kryminalistyki

Nie tylko nasze genomy czynią nas wyjątkowymi. Według naukowców z University of Colorado w Boulder profil genomowy bakterii, które ocierają się o opuszki naszych palców i dotykamy przedmiotów – na przykład klawiatury komputera – zapewnia również odcisk palca, który można wykorzystać do celów kryminalistycznych.

Noe Fierer , Rob Knight i współpracownicy odzyskali bakterie z klawiatur trzech osób i jednocześnie zsekwencjonowali dużą liczbę genomów bakteryjnych.

Naukowcy wyekstrahowali bakteryjne DNA z licznych próbek pobranych z trzech klawiatur i zsekwencjonowali ponad 1400 kopii bakteryjnego genu rybosomalnego z każdej próbki, aby zidentyfikować poszczególne gatunki bakterii zawarte w każdej próbce, stwierdzając, że mogą dopasować trzy osoby do używanych klawiatur. Następnie pobrali wymazy z myszy komputerowych dziewięciu różnych osób. Kiedy porównali bakterie znalezione w próbkach z bazą danych społeczności drobnoustrojów znalezionych na 270 rękach osób, które nigdy nie dotykały żadnej myszy komputerowej, naukowcy odkryli, że bakterie na każdej z myszy były bardziej podobne do tych na ich dłoniach niż do próbek w bazie danych. Jak dotąd, zauważa Fierer, technika ta jest bardzo wstępna, ale pewnego dnia może być tak dokładna, jak techniki takie jak analiza DNA lub odcisków palców, mówi.

Pomysł wykorzystania sygnatury drobnoustrojów do identyfikacji osób nie jest nowy, mówi Dawid Relman , profesor medycyny oraz mikrobiologii i immunologii na Uniwersytecie Stanforda. Przez dziesięciolecia naukowcy zastanawiali się, czy możliwe jest zidentyfikowanie osobników na podstawie, powiedzmy, unikalnych szczepów Escherichia coli skrywane w ich wnętrznościach. Jednak do niedawna wszystkie pomysły, które krążyły wokół, nie mogły być zbadane w naprawdę szczegółowy i metodyczny sposób, mówi Relman.

W ciągu ostatnich kilku lat szybsza i tańsza technologia sekwencjonowania utorowała drogę do szeroko zakrojonych badań różnych społeczności drobnoustrojów znajdujących się w ludzkim ciele, a naukowcy opracowali kody kreskowe DNA – krótkie nitki charakterystycznego DNA – które umożliwiają łatwą identyfikację gatunków bakterii.

Nie mogłeś tego zrobić dosłownie trzy lata temu, mówi Lanca Cena , dyrektor Center for Metagenomics and Human Health w Translational Genomics Research Institute w Arizonie.

Garść ostatnich badań w ramach Projekt dotyczący ludzkiego mikrobiomu , w tym jeden od tych samych badaczy, wykazały, że skład drobnoustrojów w skórze różnych osób, a nawet tych znajdujących się na różnych częściach ciała tej samej osoby, jest konsekwentnie zróżnicowany. Obecne badanie pokazuje, że nawet pozostałości mikroflory, które pozostają po sobie, zachowują cechy indywidualności, mówi Relman. Zauważa, że ​​jako technika kryminalistyczna jest to zdecydowanie za wcześnie na zastosowanie, ale pewnego dnia może się to stać solidne.

Podejście, po pełniejszym opracowaniu, może potencjalnie dostarczyć informacji tam, gdzie istniejące techniki kryminalistyczne są niewystarczające, mówi Martin Blaser , profesor medycyny i mikrobiologii na Uniwersytecie Nowojorskim. Mówi, że wystarczy pobrać wymaz ze skóry, aby uzyskać co najmniej 100 razy więcej DNA drobnoustrojów niż DNA człowieka, więc mniej materiału może dać badaczom silniejszy sygnał.

Blaser zauważa również, że odciski palców nie mogą być dokładnie odczytane, jeśli są rozmazane, podczas gdy rozmazany odcisk może nadal zawierać wystarczającą ilość mikrobów do analizy. Mikrobiom to my – to po prostu inna forma odcisku palca, tak jak genomowe DNA to my, mówi Blaser, który napisał towarzyszący komentarz do badania, oba opublikowane w Procedury Narodowej Akademii Nauk .

Jak dotąd jednak pozostaje wiele pytań dotyczących dokładności tej techniki. Przeprowadziliśmy te badania jako dowód koncepcji, mówi Fierer. Teraz musimy wykonać ciężką pracę.

Po pierwsze, nie jest jasne, czy można odzyskać sygnaturę drobnoustrojów danej osoby, jeśli inna osoba dotknęła badanego obiektu. Innym otwartym pytaniem jest to, jak stabilny jest mikrobiom jednostki. Na przykład antybiotyki zmieniają profil bakteryjny danej osoby, chociaż nikt nie wie na jak długo. Kluczowym krokiem do osiągnięcia wymaganego poziomu pewności, mówi Fierer, będzie rozszerzenie bazy danych społeczności drobnoustrojów znajdujących się na rękach osób. Możliwość porównania profilu z dużą liczbą innych profili zapewni podstawę do wyodrębnienia naprawdę indywidualnych elementów.

Jednak, mówi Relman, sam powód, dla którego jest to bardziej złożone, nadaje mu wszelkiego rodzaju wartości, których DNA nigdy nie będzie miało. Mówi na przykład, że mikrobiota danej osoby może ujawnić nie tylko jej tożsamość – może również dać wskazówki, na przykład, co dana osoba ma tendencję do jedzenia lub gdzie pracuje lub mieszka, aby badacze mogli określić, w jaki sposób rodzaje drobnoustrojów przenoszonych na ciele są zależne od takich czynników.

Myślę, że to początek procesu, mówi Relman. Ale będziemy potrzebować znacznie więcej źródeł zmienności, zanim nadal będziemy mogli zobaczyć prześwitującą jednostkę.

ukryć