Анализ ДНК, которая является основой строения всего живого, стал одним из основополагающих инструментов современной криминалистики. ДНК содержится везде: в слюне, крови, сперме и даже в почти невидимых следах на предметах, которые оставляют преступники на месте преступления. Результаты анализа ДНК стали самыми весомыми доказательством, представленным присяжным за последние 30 лет.

Однако анализ ДНК имеет свои ограничения. Дело в том, что самый богатый источник информации на деле может быть очень хрупок. Его может оказаться недостаточно, чтобы стать полноценным доказательством по делу.

Например, источники ДНК, собранные на месте преступлений против сексуальной неприкосновенности, в половине случаев не дают достаточно генетической информации для определения профиля преступника. Но представьте, что среди собранных улик есть лобковый волос преступника. И этот волос содержит белки, намного более прочные, чем ДНК, так же, как и генетическую последовательность, которая может помочь в идентификации преступника.

Все внимание – на белки

И это уже не просто фантазии. Один из самых новых и перспективных проектов, нацеленный в будущее, связан с изучением основы ДНК – белками.

Белки, из которых состоят кости, зубы, волосы и даже микроскопические клетки кожи, более прочны, именно поэтому они и стали объектом изучения в ряде сегодняшних проектов Ливермольской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory) и Агентства передовых исследований в сфере разведки (Intelligence Advanced Research Projects Agency, IARPA). Этим летом стартовал так называемый «Проект Протеус».

Ученые-исследователи рассматривают этот проект как долгосрочное исследование, в рамках которого они будут сравнивать имеющиеся фрагменты протеом с образцами подозреваемого, или даже количественно определять в базе данных вероятность случайного совпадения, как это происходит сейчас при анализе ДНК. В течение примерно пяти лет клетки кожи, оставленные преступником, или упавший волос достаточно хорошо сохраняются для того, чтобы использовать их для идентификации личности.

Несмотря на то, что протеомика не сможет полностью заменить анализ ДНК, она станет надежным инструментом при исследовании места преступления в будущем, говорят ученые.

«Если у вас есть качественный образец ДНК, то это первое, с чего вы должны начать экспертизу», – говорит Деон Анекс, химик из Ливермольской лаборатории, и один из ведущих ученых этого проекта. То, что мы пытаемся сделать – это найти типы улик, которые не будут содержать ДНК необходимого качества для получения полного профиля, основанного на генетических маркерах, или, возможно, частичного профиля, или вообще никакого».

Волосы

Концепцию идентификации с помощью белков впервые презентовали общественности в 2016 году, когда ученые Ливермольской лаборатории опубликовали свои исследования на эту тему. Волосы, возраст которых составлял 250 лет, содержали около 200 «автографов» белков, которые могли бы представлять своего рода молекулярные «отпечатки» разных видов и которые затем можно было бы сузить до одного на миллион.

Команда ученых использовала стержни (видимая часть) волос шести человек, захороненных в Лондоне и Кенте в период с 1750 по 1853 годы. Волосы были перемолоты, алкилированы и обработаны трипсином. Остаток был исследован и измерен с помощью жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.

От полиморфизмов одной аминокислоты (SAPs) исследователи реконструировали однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs) из геномов ДНК объекта. Точность приблизительно эквивалентна анализу митохондриальной ДНК из волосяных стержней. Если бы они использовались вместе, то анализ волосяных стержней мог бы стать прорывом в генетической идентификации, заверил Бредли Харт из Центра криминалистики Ливермольской лаборатории.

Некоторые СМИ в то время зашли так далеко, что объявили протеомику «лучшим методом идентификации личности, чем анализ ДНК». Но это не совсем верно, уверяют ученые. Анекс объясняет, почему важно продолжать исследования на изменчивость белка в волосах, вплоть до отдельных стержней. Текущая работа – по большей части не опубликованная – включает поиски различной экспрессии протеинов в волосах из различных участков тела, от лобка до кожи головы, так же как и различий в более длинных и более подверженных внешнему воздействию волосах.

Генетически-модифицированные пептиды (GVPS) являются отражением однонуклеоидных полиморфизмов (SNPs) в ДНК, т.к. последние способны воссоздавать протеины. Но возможность идентификации не так сильно связана с протеинами.

«СМИ пестрели сообщениями о том, что протеины приходят на смену анализу ДНК, но это не то, к чему мы стремимся, – говорит Анекс. Нас больше интересует то, что волосы в значительной степени устойчивы к разрушению. Они могут сохраняться долгое время, так же как зубы и кости».

Кости

Гипотеза о сохранности костей также была проверена, а результаты опубликованы в 2018 году в журнале Forensic Science International.

Исследователи анализировали реберные кости от 10 недавно умерших доноров, все европейско-американского происхождения. Ученые нашли серию из 35 различных протеиновых маркеров, используя метод жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (LCMS) для разделения и количественного определения многовариантных цепочек аминокислот. Маркеры дали достаточно информации для установления вероятности случайного совпадения от 1-к-6 до наилучшего 1-к-42 000 человек.

Это не результаты, которыми обычно оперирует анализ ДНК – миллиарды и миллиарды. Трудность с костями, в отличие от, скажем, волос, заключается в том, что они дают меньший набор генетически-модифицированных пептидов.

Перевод выполнен редакцией Центра экспертиз ИСЭК.