7. Геномная дактилоскопия

Изменчивость числа повторяющихся последовательностей ДНК человека служит основой для метода «отпечатков пальцев». Этот метод сегодня приме­няется в самых разных целях, от установления отцовства и нужд судебной медицины до выявления контрафактных мясных продуктов, в том числе китобойного промысла.

Минисателлиты и VNTR. Одна из наиболее важных для практики форм полиморфизма ДНК основана на изменчивости числа тандемно повторяющихся последовательностей между двумя сайтами рестрик­ции. Эти последовательности длиной 2—100 нуклеотидов представляют собой мини-сателлиты. Например, последовательность GGAAGGGAAGGGAAGGGAAG состоит из четырех тандемных повторов последовательности GGAAG. Кластеры та­ких последовательностей широко распространены в геноме человека. Обычно каж­дый повтор содержит от 14 до 100 нуклеотидов, а число повторов в каждом сайте варь­ирует от 2 до 100 и более. Эти локусы, называемые варьирующие по числу тандемные повторы (VNTR), рассматриваются в геномике человека как пример среднеповторяющихся пос­ледовательностей ДНК. Участки ДНК с разным количеством повторов представляют собой аллели VNTR. Многие локу­сы включают десятки аллелей, часто встречаются гетерозиготы.

Когда VNTR-последовательности разрезаются с помощью рестриктаз и анализи­руются при помощи Саузерн-блоттинга, выявляется специфическая картина распределения полос. Эта картина - один из примеров «отпечатков пальцев» ДНК.

Подобные картины - эквивалент подлинных отпечатков пальцев, так как они все­гда неизменны для данного индивида (вне зависимости от того, какая ткань исполь­зуется как источник ДНК) и различаются у разных индивидов. Фактически изменчи­вость распределения полос столь велика, что их профиль для каждого человека уникален. Метод «отпечатков пальцев» может быть использован при наличии очень маленького количества материала (менее 60 мкл крови) и для проб, имеющих боль­шой возраст (удалось определить VNTR-профиль египетских мумий возрастом более 2400 лет), что повышает эффективность метода в различных обстоятельствах.

Применение VNTR-анализа в криминалистике. С 1988 г. в США результаты изучения ДНК с помощью метода «отпечатков пальцев» принимаются в качестве улик в криминалистике. Метод используется также для мно­гих других целей, в том числе, для идентификации личности при иммиграции, под­тверждения чистопородности собак, установления отцовства и исследований, связан­ных с охраной редких видов. Стандартное криминалистическое тестирование включает определение около десяти VNTR-локусов, которые находятся в разных хромосомах (рис. 9).

Рисунок 9 – Отпечатки пальцев ДНК в судебном деле. Профиль ДНК подозреваемого (S2) совпадает с профилем пробы крови, полученным в качестве улики (Е)

Результаты интерпретируются с помощью методов статистики, теории вероятностей и популяционной генетики. Частоты каждого аллеля в стандартном наборе VNTR-проб определены для многих популяций людей в разных регионах мира. С помощью этих данных можно рассчитать вероят­ность любой комбинации аллелей. Например, если определенный аллель в локусе 1 имеется у одного из 333 индивидов, а аллель в локусе 2 - у одного из 83, то вероят­ность их совместного присутствия в генотипе - 1/28000 (произведение их частот в популяции). Эта средняя вероятность не особенно доказательна, но если включить анализ аллеля третьего локуса (который имеется у 1 из 23 индивидов) и четвертого (имеется у 1 из 100 индивидов), то вероятность их комбинации — 1 из 70 миллионов. То есть вероятность, что кто-либо имеет именно эту комбинацию аллелей - 1/70000000, или всего 2 индивида на все население России.

Если «отпечатки пальцев» ДНК подозреваемых не совпадают с данными веществен­ных доказательств, эти люди могут быть исключены из числа предполагаемых пре­ступников (что происходит примерно в 30% случаев). Если найдено совпадение меж­ду ДНК, обнаруженной на месте преступления, и ДНК подозреваемого, то существует две возможных интерпретации: или ДНК оставлена на месте преступления подозре­ваемым, или кем-либо еще, имеющим такую же картину полос. В данном случае «от­печатки пальцев» ДНК не доказывают, что подозреваемый виновен, но являются од­ним из фрагментов обшей картины, составляющей доказательную базу, который должен рассматриваться наряду с другими фактами.