• Saturday July 20,2019

Kartene innenfor: Bruke virus i rettsmedisinske biologi

Anonim

Rettsmedisinske biologi har gjort store fremskritt de siste tiårene, takket i stor grad til fremskritt i DNA-teknikker og analyse. Genomisk sekvensering har generert nye metoder for menneskelig identifikasjon som går langt utover fingeravtrykk og tannregistre, som gir viktig informasjon i løpet av undersøkelser, verdifull bevis i historisk feltarbeid og personlig lukning i kølvandet på tragedien.

Det er selvfølgelig visse hendelser som kan utgjøre enorme utfordringer ved å identifisere den avdøde. Det store omfanget av masseulykkesarrangementer som kriger, terrorangrep og miljøkatastrofer kan formørke rettsmedisinske forskere. Eksponering av en kropp for fysisk traumer, vann og omfattende miljønedbrytning kan gi sine egne hindringer, spesielt etter katastrofen når disse faktorene kan forekomme i konsert, noe som gjør fysisk legitimasjon av en kropp umulig.

Det finnes ingen rettsmedisin metode som kan identifisere den geografiske opprinnelsen til et individ basert på deres genetiske sminke. Men for uidentifiserte ofre for en masseulykkehendelse, identifiserer et offers opprinnelse forskere et skritt nærmere å gi en identitet til et ukjent og gi nedleggelse til de berørte. Og i løpet av de siste årene har et team av japanske forskere forsøkt å utarbeide en slik teknikk ved å profilere menneskets kropps endogene mikrober for å sutte ut våre skjulte postkoder.

Det er flere allestedsnærværende menneskelige virus som ved infeksjon, legger seg inn i kroppene og vevene i menneskekroppen. Disse inkluderer John Cunningham-viruset (JC) og BK-viruset som stille ligger i nyrene, og forårsaker bare sykdom i alvorlig immunforsvaret; begge virusene er allestedsnærværende, infiserer over 70 til 90% av mennesker over hele verden (1). Epstein-Barr-virus (EBV), ansvarlig for å ødelegge tenåringens kjærlighetsliv ved å forårsake "kyssesykdom", mononukleose, kan permanent haunt en delmengde av immunceller når infeksjonen er et fjernt minne. På samme måte kan kroniske infeksjoner forårsakes av hepatitt B og C, så vel som varicella-viruset som forårsaker vannkopper og helvetesild.

Mange av disse virusene er anskaffet tidlig i barndommen og vedvarer så lenge kroppen de kaller hjemme gjør. De har også diskrete geografiske utbredelser, med enkelte stammer tildelt bestemte regioner og befolkninger i verden takket være trender i menneskelig migrasjon. I løpet av årtusener har disse virusene utviklet seg med mennesker, og viser forskjellige genetiske polymorfier og regionale variasjoner, og danner linjer som kan fungere som geografiske skilt i cellene våre.

Nylig har virusgenotyping gjort det mulig for epidemiologer å spore bevegelsene til smittsomme sykdommer gjennom populasjoner. Overføring og utvikling av virus som HIV og hepatitt C kan spores gjennom deres divergerende utvikling og mutasjoner, noe som ikke bare tillater folkehelseovervåking, men også for kriminelle undersøkelser og personlige medisinske behandlinger.

Ved å bruke denne samme teknikken for systematisk å identifisere den geografiske opprinnelsen til menneskelige rester, kan det være et nytt verktøy i rettsmedisinens verktøykasse, og mens den ikke fungerer som en svært nøyaktig homing-enhet, vil den gi viktige data for å kaste lys på en persons profil og liv. Ved hjelp av post mortem prøver hentet fra medisinske obduksjoner, har forskere, hovedsakelig basert på Chiba University i Chiba, Japan, hentet flere virus - inkludert JC, BK, hepatitt B og C, samt kyllingpokken som forårsaker varicella virus - og analysert deres unike genetiske fingeravtrykk i et trinn som åpner opp betydelige muligheter ved bruk av banebrytende genotypingsmetoder (2) (3) (4) (5) (6).

Ta det nyreinfeksjonelle JC-viruset som et eksempel. Viruset er klassifisert i 14 store genotyper rundt om i verden (7). Type 1 finnes i befolkninger av europeisk nedstigning, type 2 i asiater og type 3 i afrikanere. Type 4 er en rekombinant stamme av type 1 og 3 som kan finnes i den amerikanske befolkningen, en refleksjon av vår komplekse historie og en fin illustrasjon av smeltedigelmetaforen (8).

JC-virus har sin egen fylogenetiske tropisme i Japan, med to subtyper av type 2-genotypen som viser en nord-sør-fordeling (9). Dette fenomenet kan hjelpe rettsmedisinske forskere som identifiserer menneskelige rester ved å utvinne geografisk informasjon fra uidentifiserte cadavers ganske enkelt fra sin egen mikrobielle flora, enten det er fra JC-virus eller et sett med andre virus som danner kroniske latente infeksjoner.

Det er en romantisk tanke: vi holder kart i blodet vårt. Vårt DNA er en arv som kommer tilbake utover våre lengste forfedre, og så også med våre mikrober. Stedet for vår fødsel reflekteres i organismer som lever, vokser og dør i våre kropper; hvordan vi lever bestemmer hva vi har med oss, forteller egen unik historie om evolusjon, migrasjon og identitet.

ressurser

I USA er det 40.000 uidentifiserte menneskelige rester som venter på et navn og et riktig hjem. I Europa, i Japan, over tusen. I USA har vi National Unidentified Persons System, en søkbar database som kan hjelpe til med å løse kalde tilfeller av uidentifiserte menneskelige rester.

Arizona har det største antallet uidentifiserte menneskelige rester. Les om innsatsen for å identifisere disse menneskene her.

referanser

1) LM Demeter (21 okt 2013) Epidemiologi av JC og BK virus infeksjon. I: UpToDate, Post TW (Ed). Waltham, MA: UpToDate. (Tilgjengelig 31. mars 2015)

2) H Ikegaya et al. (2008) Forensisk anvendelse av Epstein-Barr-virusgenotype: korrelasjon mellom virusgenotype og geografisk område. J Virol Metoder. 147 (1): 78-85

3) H Kato et al. (2007) Identifikasjon og fylogenetisk analyse av hepatitt C-virus i rettsmedisinske blodprøver oppnådd ved injeksjon av narkotikabrukere. Forensic Sci Int. 168 (1): 27-33

4) H Ikegaya et al (2007) BK virus genotype distribusjon gir informasjon om å spore den geografiske opprinnelsen til uidentifisert cadaver. Forensic Sci Int. 173 (1): 41-6

5) H Inoue et al. (2010) Bestemmelse av den geografiske opprinnelsen til uidentifiserte kadaver basert på geografiske forskjeller i genotype av varicella-zoster-virus. J Med Virol. 82 (5): 903-8

6) H Inoue et al. (2014) Genotypiske polymorfier av hepatitt B-virus gir nyttig informasjon for å estimere geografisk opprinnelse eller sted for langvarig opphold av uidentifiserte kadavere. J Forensic Sci. 59 (1): 236-41

7) LA Shackelton et al. (2006) JC Virus Evolution og dens tilknytning til menneskelige populasjoner. J Virol. 80 (20): 9928-9933

8) DV Jobes et al. (1998) Fylogenetisk analyse av 22 komplette genomer av det humane polyomavirus JC-virus. J Gen Virol. 79 (Pt 10) : 2491-8

9) H Ikegaya & H Iwase (2004) Trial for den geografiske identifikasjonen ved hjelp av JC viral genotyping i Japan. Forensic Sci Int. 139 (2-3): 169-72


Interessante Artikler

Mystiske arter kan ha interbreed med mennesker

Mystiske arter kan ha interbreed med mennesker

Historien om menneskelig evolusjon blir stadig mer komplisert. Forskere denne uken kunngjorde oppdagelsen av et lårben som kunne tjene som bevis på en ny gren i vårt slektstre. Lårbenet var datert til rundt 14.000 år siden, og utfordret forestillingen om at andre arter av gamle mennesker døde etter at moderne mennesker hadde opptrådt. I ste

Er det en genetisk grunnlag for å løpe etter alle?

Er det en genetisk grunnlag for å løpe etter alle?

DNA Genetikere avdekker et annet nivå av menneskelig etnisk mangfold: Det kan ikke være hvilke gener vi har så mye som måten de oppfører seg på som står for våre forskjeller. Ved hjelp av det internasjonale HapMap-prosjektet, som katalogiserer humane genvarianter på tvers av populasjoner, samler forskere fra University of Pennsylvania Vivian Cheung og Richard Spielman først sekvensene av en bestemt hvite blodcelle fra 82 asiater og 60 personer av europeisk nedstigning. Deretter

Jägeren-samlere i oss

Jägeren-samlere i oss

Lesley-Ann Brandt En av grunnene til at HGDP-populasjonene er vektet mot urfolksgrupper er at det var forståelse for at disse populasjonene kanskje ikke vil være lengre etter verden i deres nåværende form. Men gjenvinningen av Taino-genomet illustrerer at selv om befolkningen ikke lenger er hos oss. de

På utdanning og  'Science Literacy '

På utdanning og 'Science Literacy '

Mens jeg forbereder lørdagens utdanningspanel, la vi gå tilbake til et beslektet emne som diskuteres her i løpet av de siste ukene. Jeg er nysgjerrig på å finne ut hvordan våre nye lesere føler om begrepet " science literacy ". Tror du det er noe lært i klasserommet eller ervervet ved naturlig nysgjerrighet og ivrig intellekt? Er en

Vitenskapsforfattere: Du har store krefter.

Vitenskapsforfattere: Du har store krefter.

Nyhetene i disse dager er dystre for vitenskapssinnet. Guvernøren i Texas, som også vil være din president, sier at Texas skoler lærer kreasjonisme. (De skjønner ikke, selv om Perry-som utnevnte en kreasjonist til å lede statsrådets utdanning - kan ønske seg noe annet.) Astrophysicist Neil deGrasse Tyson snakket lidenskapelig på HBO om landets retrett fra drømmer. Så jeg f

NCBI ROFL: Farge og kvinners attraktivitet: når røde klær blir oppfattet som å ha en mer intens seksuell hensikt.

NCBI ROFL: Farge og kvinners attraktivitet: når røde klær blir oppfattet som å ha en mer intens seksuell hensikt.

"Forskning har vist at med noen nonhuman primater, er rød forbundet med større seksuell attraktivitet hos kvinner, og nyere studier har funnet ut at en kvinne med røde klær øker tiltrekningsadferd hos menn. Imidlertid er mekanismen som forklarer slik atferd, ikke studert. I dette eksperimentet antydet vi at menn overvurderte kvinners seksuelle hensikt når de hadde på seg røde klær. Deltake