Současnost a budoucnost Jentifikace člověka pomocí DNA iDNES.cz i Praha a střední Čechy iDNE5.cz Zprávy Kraje Sport | Kultura Ekonomika | Bydlení Technet | Ona | Revue | Auto Praha a Středočeský kraj v Zprávy Sport Jízdní řády MHD Práce Reality Zena po letech hlídala malého syna; s pěti promile skončila v nemocnici VIDEO: Prchajícího zdrogovaného řidiče poslal kzemi policista v civilu Násilníka, který u metra mlátil lidi prknem z lavičky, usvědčila DNA 22 července 2015 15:43 f] □ 0 iDNES.cz I Zprávy iDNES.cz ■ Zprávy Kraje Sport Kultura Ekonomika Bydlení Tec Domáci Zahraničili | Krimi Kultura Názory Uprchlická krize Zpátky d Na hranicích Chorvatska jsou miny, jfl uprchlíci mezi ně mohou zabloudit Špatné podm ponižování. L se Česka boj aktivisté DNA: U Kmetiněvsi vraždil školák denik.cz VYBRAT MESTO ^ ZPRÁVY v SPORT 1 ZPRÁVY SHOWBYZNYS ZENY CERNA KRONIKA KULTURA Z REGIONU PODNIKÁ Lupiče usvědčila DNA stopa až po čtyřech letech Na obviněného z vraždy ukázal vzorek číslo 1002. DNA dal muž dobrovolně 28. ledna 2015 15:16 f] Q 55 0 Muže obviněného z červnové vraždy sedmadvacetileté ženy u rybníka v Rumburku usvědčil vzorek DNA. Policisté v Rumburku a okolí odebrali sliny patnácti stovkám mužů do 35 let, pachatelův vzorek měl číslo 1 002. Že se shoduje s DNA nalezenou na těle zavražděné, potvrdila laboratoř před několik dny. 10 září 2004 13:32 f) □ ?5 0 Předkládání důkazů aneb osnova přednášky identifikace jedince v historii a současnosti profilování pomocí DNA identifikace pomocí chromozomu Y možnosti identifikace viditelných znaků - tzv. fenotypování předpověď příjmení Thorne Piyn* flon Evans vHGL vss M0ss RobinSn Cob'pernaS King"" Turner ^ Kdly%parkwe^hT^ EdwardsWllSOn S^MartinWalker^ WhiťCtó KerrMumTavlor Richards GrahamBarrettJ0hnaoneSimpsonT^2ř"_ - • screen Campbell I*™*" Ba'ley^SRiÍ U' Wallace J U1At'n Ford Shaw Marshall ' 1W1 íSSf smith I '■ V "SKi W",e"mi™,a'"'-J Q~fad Scott"^H„ta, C»* CoUl"' „„Hall Identifikace jedince (např. pachatele trestného činu) • historie - antropometrie, otisky prstů, krevní skupiny • krevní skupiny • pravděpodobnost shody dvou lidí např. v ABO je však vysoká = 34 % = asi každý třetí člověk má stejnou krevní skupinu v systému ABO = shoda v krevní skupině u více podezřelých = shoda v krevní skupině pachatele a oběti • současnost - otisky prstů (jsou-li k dispozici), analýza DNA Identifikace pomocí DNA - DNA profilování podobně jako se lidé liší otisky prstů, existuje odlišnost také na úrovni DNA v nekódující DNA se analyzují tzv. krátká tandemová opakování (STR) TCCCAAGCTCTTCCTCTTCCCTAGATCAATACAGACAGAAGACAGGTGpAT^GATA G ATAG ATAG ATAG ATAG ATAG ATAG ATAG ATAG ATAG ATATC ATTG A A AG^HäA AA CAGAGATGGATGATAGATACATGCTTACAGATGCACAC _^ 7 repeats........ ^_ _^ 8 repeats........ „_ _^ 9 repeats........ ^_ _^ 10 repeats........ t 11 repeats........ I I I I _^ 12 repeats........ 1 3 ripnpate ,—,—,—,—,—,—,—■- 4 Tato opakování mají jednoduchou mendelistickou dědičnost: matka x otec 8/8 7/7 potomek 8/7 Identifikace pomocí DNA - DNA profilování Obrovská rozmanitost v těchto opakováních umožňuje spolehlivou identifikaci dnes se využívá 15 takových sekvencí • každá je zastoupena až několika desítkami různých alel (opakování) • zastoupení každé varianty je v populaci relativně malé = kombinace 16 sekvencí = stejná sestava alel u jiné osoby je velmi málo pravděpodobná P shody ie: 1,189x1018 (1 z 8,41 x1017) dnes žije na zemi asi 7,0 miliard lidí tedy 7,0 x 109, v ČR žije zhruba 1 x 107 lidí Velmi spolehlivá metoda pro identifikaci osob Allele D2S133S D3S1358 D5S818 h: 232 N:1411 h:1410 - - - - - - - - 0.0004 - - 0.0025 - - 0.005 t - - 0.0458 - - - - - 0.0621 - - - FTl — 0.0021 0.3255 w_ — 0.0007 0.3858 — 0.0028 0.1571 pÍ3ľ2 — — — — 0.1247 0.0121 \u2. — — — -_ 0.2364 0.0025 DNA profil konkrétního jedince jj *Á-a. A,,,-Ä_ Současná metoda analýzy a zobrazení DNA Lokalizace 13 mikrosatelitů + AME H R D5S818 FGA ■ CSF1PO 3 4 5 1 8 B a D8S1179 M ■ C ■ D7S820 ■ ■ S 1 E thoi y VWA 6 7 8 9 10 11 12 AMEL D13S317 B i e § b D16S539 , D18S51 □ ODO 1 D21S11 =1 U AMEL U 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X 1986 první aplikace v kriminalistice • Scotland Yard pátrá po pachateli dvojnásobné vraždy • 21.11.1983 - znásilněna a zavražděna 15-letá Linda Mannová • zajištěno sperma pachatele, pachatel nedopaden • 1986 - blízko místa předchozího zločinu znásilněna a zavražděna 15-letá Dawn Ashworthová • k činu se doznal 17letý mladík, vraždu Lindy Mannové však popíral • Alec Jeffreys srovnal DNA ze spermatu s DNA podezřelého mladíka • sperma v obou případech znásilnění patřilo stejnému pachateli • avšak neshodovalo se s DNA podezřelého • 1987 - jsou odebrány vzorky mužů z okolních vesnic (přes 4 500 mužů) • shoda opět nalezena nebyla • o sedm měsíců později - policie zjišťuje, že pekař Colin Pitchfork přemluvil kamaráda, aby se místo něj zúčastnil odběru DNA • dodatečný odběr prokázal shodu - odsouzen k doživotnímu vězení :antom Německa V ČR poprvé použita v roce 1990 • objasní vraždu 19-leté studentky v Brně • podezřelý a oběť měli shodu v krevní skupině, DNA pachatele usvědčila A Identifikace pomocí DNA - DNA profilování Dnes se tato metoda používá zcela standardně, jako důkaz u soudu má velkou váhu v WNES.cz I Praha a střední Cechy iDNES.cz ' Zprávy Kraje Spart Praha a Středočeský kraj v Zprávy Středa 1 Přetlp Sport Kultura Ekonomika Bydlení Technet Ona Revue Auto Žena po letech hlídala :7~ hi Jihl malého syna, s pěti """íJÉiňftl1 ÍwM promile skončila v nemocnici Sport Jízdní řády MHD Práce Reality VIDEO: Prchajícího zdrogovaněho řidiče *M poslal k zemi policista v civilu Násilníka, který u metra mlátil lidi prknem z lavičky, usvědčila DNA 22 července 2015 15:43 f] □ SQ 0 Ideník.cz ZPRÁVY SHOWBYZNYS ŽENY I VYBRAT MĚSTO " ZPRÁVY v SPORT v ČERNÁ KRONIKA KULTURA Z REGIONU PODNIKÁř Lupiče usvědčila DNA stopa až po čtyřech letech iDNES.cz/ Zprávy ídnes.cz :■ Zprávy Kraje Domáci Zahraniční | Krimi Kraje Sport Kultura Ekonomika Bydlení TecI Kultura Názory Uprchlická krize Zpátky d Na hranicích J Chorvatska jsou miny, uprchlíci mezi ně mohou zabloudit B Špatné podml ponižování. l_| se Česka boj | aktivisté Kmetíněves, 1. leden 2004 • vražda 13-leté dívky • DNA pachatele za nehty zavražděné • testováno 700 vzorků (pozitivní č. 632) DNA: U Kmetiněvsi vraždil školák 10. září 2004 13:32 fl □ Í5 0 K identifikaci pachatele je potřeba: • vzorek z místa činu • profil DNA v databázi • srovnávací vzorek podezřelého • srovnávací vzorek z hromadného odběru ČR, 2002 - Národní databáze DNA (Kriminalistická databáze) = několik desítek tisíc profilů především odsouzených osob za zvláště závažné trestné činy Pokud se pachatel hromadnému odběru vyhne (např. nemá v místě činu bydliště) = nemusí být odhalen • usvědčení pomocí chromozomu Y na základě příbuznosti - poměrně málo známá možnost • chromozom Y se dědí výhradně v otcovské linii, tedy z otce na syna všichni muži v rodině sdílejí tentýž chromozom Y příbuzní pachatele se obvykle nemají důvod odběrům vyhnout Pokud se pachatel hromadnému odběru vyhne (např. nemá v místě činu bydliště) = nemusí být odhalen • usvědčení pomocí chromozomu Y na základě příbuznosti - poměrně málo známá možnost • chromozom Y se dědí výhradně v otcovské linii, tedy z otce na syna • všichni muži v rodině sdílejí tentýž chromozom Y • příbuzní pachatele se obvykle nemají důvod odběrům vyhnout • 1.5.1999 je v Holandsku znásilněna a zavražděna 16-letá Marianne Vaatstra • standardní profilování vraha nenalezlo • 29.9.2012 (o 13 let později) - policie provede hromadný odběr DNA u asi 8 000 mužů z okruhu 5 km od místa vraždy • provedena je analýza chromozomu Y za účelem nalezení příbuzenské shody • 19.11.2012 je jako pachatel označen 45-letý Jasper S., který žil 2,5 km od místa nálezu zavražděné Další nové možnosti doposud byly standardně využívány metody, které se zaměřovaly na nekódující místa v DNA pro kriminalisty by však byla velmi užitečná i analýza viditelných identifikačních znaků v posledních 10 letech se rozvíjí nové metody tzv „DNA fenotypování" (DNA phenotyping) na základě DNA stopy by bylo možné získat informace o možné podobě nejenom pachatele, ale také oběti nebo svědků, kteří se na místě činu nacházeli využití tedy i tam, kde by srovnávání s DNA databází nemělo šanci na úspěch V současnosti se prakticky testuje stanovení: barvy očí barvy vlasů barvy kůže (stanovení původu) morfologie obličeje DNA Phenotyping with Parabon Snapshoť Customer Case # D06A19B74E Identifikace pomocí DNA - DNA fenotypování • jedná se o znaky s polygenní dědičností - znaky jsou ovlivněny velkým počtem genů • srovnáváním genomů velkého počtu jedinců se hledají vazby, vztahy s danou variantou daného znaku (celogenomové asociační populační studie) • daří se tak vytipovat významné geny a jejich varianty se vztahem k projevu • daný fenotyp je pak charakterizován přítomností konkrétního nukleotidu v DNA příslušného genu/genů - tzv. SNP - lze si je představit jako alely, varianty jednotlivých genů • na základě sestavy SNP v různých genech pak lze provést statistickou předpověď daného fenotypu • identifikace genů, SNP a vývoj před poved ní ho modelu probíhá od roku 2007 2008 2(OCA2 + HERC2) 2009 8 Počet SNP modrá 13 37 97% 91% 93 % 73 % 2011 6 91% 93 % 72 % od roku 2011 - predpovední systém IrisPlex - 6 SNP v 6 genech (HERC2, OCA2, SLC24A4, SLC45A2, TYR a IRF4) předpověď vznikne vyplněním interaktivní excelovské tabulky - výpočet hodnot pravděpodobnosti pro zadané genotypy Počet genů Počet SNP I— m - mM ostatní 2014 6 (IrisPlex) 6 94% 95% 74% • interakce mezi 3 geny (HERC2, 0CA2 a TYRP1) - spolehlivost předpovědi pro zelenou barvu očí je 69,7 % Budoucnost: • snaha předpovídat další barvy očí kromě modré a hnědé • vytvoření systému jasně charakterizovaných barev • hledání genů ovlivňujících množství pigmentu - umožní vyjádřit i intenzitu zbarvení | DNAfenotypování ■ první pokus o předpověď - 2001 - předpověď zrzavých vlasů - na základě variability v genu MC1R 2007 - první testovací systém pro předpověď pouze zrzavých vlasů vytvořen pomocí 5 variant genu MC1R 2013 - první testovací systém pro všechny barvy vlasů + barvy očí = HlrisPlex systém - 24 SNP (z toho je 6 SNP z IrisPlexu, 11 SNP v genu MC1R a ostatní SNP v dalších 10 genech) Úspěšnost a také spolehlivost HlrisPlex systému bez ohledu na biogeografický původ ukazuje následující obrázek - předpověď barvy vlasů, očí a kůže HAIR |Pmh"]i Brown UXUM Black Hloiul 0 021 1 DNAfenotypování ■ Systém použitelný také u DNA získané ze starých a starobylých kostí a zubů (od 1 až do 800 let od smrti) • například při nedávné analýze DNA anglického krále Richarda III (2014) • IrisPlex + HlrisPLex • s 96% pravděpodobností modré oči • se 77% pravděpodobností blond vlasy, které postupně tmavnou • v souladu s ranými portréty Richarda III. Barva očí a vlasů, kterou mohou mít jedinci se stejnými sekvencemi jako Richard III: může být změna barvy vlasů u blonďatých dětí, kterým v pubertě vlasy zhnědnou molekulární mechanismus pro tuto změnu barvy vlasů v dospělosti však znám prozatím není podobně jako zesvětlení nebo šedivění vlasů (v HlrisPlex systému proto zatím nejsou k dispozici) Budoucnost • podobně jako u barvy očí budou snahy v budoucnu ve směru předpovědi kvantifikace barvy vlasů -- _ 2010 - první pokusy o předpověď (3 SNP ve 3 genech - SLC45A2, SLC24A5 a ASIP) úspěšnost jen 45,7 % (vs. 76,4 pro barvu očí a 76,3 pro barvu vlasů) • 2014 - 6 SNP v 6 genech • úspěšnost - 98,3 % pro bílou barvu, 92,7 % pro černou a 83,7 % pro ostatní (intermediate) navýšení na 10 SNP = spolehlivost vzrostla na hodnoty: • 99 % pro bílou • 96,6 % pro černou • 80,3 % pro intermediate • svatým grálem forenzní genetiky • hledání genů a SNP od roku 2012 - 10 000 Evropanů, 5 kandidátních genů (PAX3, PRDM16 TP63, C5orf50 a COL17A1) asociovaných s odlišnostmi obličeje stanovených pomocí 3D magnetické rezonance • např. gen TP63 - kde jedinci heterozygotní v jedné variantě SNP oproti standardní variantě mají o 0,9 mm a homozygoti o 1,8 mm zmenšenou vzdálenost očí od sebe 1 I^Snaosh olečnosti - Parabon NanoLabs (Reston, Virginia, USA) a Identitas (Toronto, Kanada; VB; USA) nuly statistické modely na základě i analýz více než 12 000 dvojčat (projekt "TwinsUK,,) ibon NanoLabs - program Snapshot ARABON NANOLABS SNP pro: barvu očí barvu vlasů barvu kůže výšku postavy tvar ušního boltce kudrnatost vlasů pihovatost T Forensic Phenotyping M. Í 2 společnosti - Parabon NanoLabs (Reston, Virginia, USA) a Identitas (Toronto, Kanada; VB; USA) vyvinuly statistické modely na základě i analýz více než 12 00 dvojčat (projekt "TwinsUK,,) Identitas - Identitas Forensic Chip Parabon NanoLabs - program Snapshot •olečnosti - Parabon NanoLabs (Reston, Virginia, USA) a Identitas (Toronto, Kanada; VB; USA) nuly statistické modely na základě i analýz více než 12 00 dvojčat (projekt "TwinsUK,,) abon NanoLabs - program Snapshot DNAfenotypování případ dvojnásobné vraždy z 9. ledna roku 2011, kdy byla neznámým pachatelem zavražděna 25-letá Candra Alston a její 3-letá dcera Malaysia Boykin na místě činu vzorek neznáme DNA (neznámý profil DNA, profilováno také 150 podezřelých) • firma Parabon NanoLabs pomocí programu Snapshot (analyzuje několik desítek tisíc SNP) odvodila možnou podobu nositele této DNA • chybí sice údaje o stáří a váze jedince, ale i tak je to významná indicie Sex: . 11 • Skin: Dark/Dark Olive Eyes: Brown /Black Hair: Brown/Black Freckles: None P změny na úrovni DNA: • 2010 - v T-lymfocytech - 88 až 97 % pro věkové skupiny rozdělené po 20 letech • 2014 - ve stupni metylace - 98 %, s odchylkou v předpovědi ± 3,34 (problém je vliv zdravotního stavu jedince) • 2015 - metylace v genu ELOVL2 - 75 až 85 % u mladých a středního věku (u starších jen 30% úspěšnost) Předpověď výšky postavy _ DNAfenotypován 2014 - stanoveno 697 SNP na 250 000 jedincích, vysvětlují však pouze 16 % variability ve studovaných populacích / cm/ • je odhadováno, že pro stanovení: • 21 % variance bude potřeba zhruba 2 000 SNP • pro 24% 3 700 SNP • pro 29% už 9 500 SNP • ve forenzní praxi je analýza takových množství SNP zatím nerealizovatelná Jíl Chiiictrr Uč i jihu a ■•: "1 . '" il I Předpověď plešatosti DNAfenotypován • známo je 12 genů a chromozómových oblastí souvisejících s předčasnou plešatostí • SNP na 6 lokusech - až 6-krát vyšší riziko předčasné plešatosti • možné by tedy bylo předpovídat riziko ztráty vlasů, avšak doposud žádná studie pokoušející se o tuto předpověď se neobjevila Zajímavost: Analýza DNA i ve službách umění? DNAfenotypování postupu rekonstrukce možné podoby podle DNA využila i umělkyně Heather Dewey-Hagborg sesbírala v ulicích biologický materiál (žvýkačka, nedopalek cigarety apod.) po izolaci a analýze DNA využila forenzních technik a zrekonstruovala možnou podobu lidí, kteří tento materiál na veřejných místech nevědomky zanechali Stranger Visions • stejně se dědí také chromozom Y příjmení se dědí od 15. století (v českých zemích od 18. století, Patent o dědické posloupnosti, císař Josef II) z otců na syny (v otcovské linii) • stejně se dědí také chromozom Y Iň mnu n n n Til „ fl TT n n Otázka: Odpovídá dědičnost a tedy rozmanitost příjmení dědičnosti a tedy rozmanitosti chromozomu Y? Otázka: Dalo by se tohoto vztahu využít k předpovědi příjmení podle chromozomu Y? Předpověď příjmení -Otázka: Odpovídá dědičnost a tedy rozmanitost příjmení dědičnosti a tedy rozmanitosti chromozomu Y? • již studie z roku 2000 na příjmení Sykes prokazuje, že je silná vazba mezi dědičností příjmení a chromozomu Y • ze 48 náhodně vybraných mužů jménem Sykes mělo 21 shodný chromozom Y (43,8 %) • tito mají stejné zakladatele příjmení (společného předka) IA I r^ň r i „ TI TT n Report Surnames and the Y Chromosome Bryan Sykes and Catherine Irven University of Oxford, Institute of Molecular Medicine^ Oxford Am.]. Hum. Genet. 66:1417-1419, 2000 Odpovídá dědičnost a tedy rozmanitost příjmení dědičnosti a tedy rozmanitosti chromozomu Y? Whit _ u ostatních může byt příčinou: • více zakladatelských linií • falešné paternity • změna příjmení, přijetí příjmení • adopce • náhodné mutace • 2015 - analýza 50 katalánských příjmení • potvrdila britskou studii - - - 1) Předpověď příjmení na základě sekvence chromozomu Y z biologického vzorku 1 (např. oběti nebo pachatele z místa činu) - metoda by byla použitelná zejména u vzácnějších příjmení, u kterých je menší rozmanitost a tedy méně zakladatelů těchto příjmení odhad spolehlivosti při stanovení katalánských příjmení na základě chromozomu Y - kolem 60 % Otázka: Dalo by se tohoto vztahu využít k předpovědi příjmení podle chromozomu Y? 2) Využití databází genetických profilů se zaměřením na chromozom Y: • v databázi by byla k chromozomu Y dohledatelná také příjmení • pokud by byla databáze dostatečně velká = k chromozomu Y by bylo možné dohledat nejpravděpodobnější příjmení = urychlení práce kriminalistů = snadnější u nositelů častějších příjmení • pro Katalánsko by byla potřebná databáze se vzorky 37 368 mužů z celkového počtu 1 848 486 nositelů 3 173 nejčastějších katalánských příjmení • takto velká databáze by umožnila předpovědět příjmení až s 80% úspěšností • vytvoření databáze takové velikosti by nebylo nijak zvlášť obtížné PRE JUDGED AS GUILTY "It also means that a great many people who are walking the streets, and whose DNA would show them guilty of crimes, go free." Studijní materiály k nahlédnutí l lunu' Mitchell H Harris T Tl VMDmionjohnsonVjIdlli..» Annpr«mn TT 7*11 'Matthews White Stewart,,,RobemMcDonaldWÜliamS Kerr MurrayPay \q£ Richards Graham Barrett Johnstone Simpson!" f™™ V c john BanksGreenCampbell g^". ^^t^f1^« Wallace J U\*C,? BrooL■:Forrlcu-...\x,„k,li Ch~A?r - h V „ £j i1?iKose. • i PaeeGordon ^..„Ha 'Ford Shaw Marshal' 1 https://slate.adobe.com/cp/ii3fp/ https://slate.adobe.com/cp/rPVcK/ Vvužití identifikace/předpovědi: • nekódující DNA (profilování) využívá se • chromozom Y (příbuzenské vazby) využívá se • barva očí začíná se využívat • barva vlasů začíná se využívat • barva kůže začíná se využívat • morfologie obličeje začíná se využívat • věk jedince možná budoucnost • výška postavy možná budoucnost • plešatost možná budoucnost • příjmení možná budoucnost