DNA分析におけるPCR

世界中の警察、検察、犯罪研究所は、犯罪現場の捜査にポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) の力を活用しています。PCR は、各個人に固有の「バーコード」として機能する DNA プロファイルの構築に役立ち、これを生物学とテクノロジーが融合して社会問題を解決する素晴らしい例の 1 つとしています。

私たちはどのように違うのでしょうか?

ヒトゲノム計画の完了により、ゲノムは約 300 万塩基で構成されていることが判明しました。これらのうち、約 99.5% はすべての人間で同一であり、結局のところ、私たちはそれほど変わらないことを意味します。

私たちが観察する、私たち一人ひとりをユニークに見せる変化は、主にゲノムの特定領域の反復配列数の違いによるものであることが明らかになりました。これらの領域のうち、ショート タンデム リピート (STR) が特定されており、今日の応用で最も一般的に使用されているリピート (13 座位または領域を使用) です。

STRによるDNAプロファイリング

STR は、ヒトゲノムのさまざまな遺伝子座全体に見られる 3 ～ 4 個のヌクレオチド塩基の繰り返しで構成されています。各個体は親から 2 つのコピー、つまり対立遺伝子を受け継ぐため、STR プロファイルを構築できます。

さまざまな集団について、個人を識別する際の標準としていくつかの遺伝子座が使用されています。STR プロファイルを一致させるには、各対立遺伝子の繰り返し数が同じである必要があります。たとえば、D3S1358 遺伝子座 (図 1 を参照) で、得られたサンプルの遺伝子座の STR プロファイルが 7,5 である場合、疑わしい B は、取得されたサンプルと一致するようにすでに除外されています。対立遺伝子プロファイルが一致する場合、特定の位置の対立遺伝子の頻度に応じて確率が計算されます。これは、STR プロファイルが一致する場合、容疑者が自動的にサンプルの明確な供給源ではないことを意味します。

米国 FBI が管理する Combined DNA Index System (CODIS) など、捜査プロセスを支援するデータベースも確立されています。

STR プロファイリングのワークフローにおける PCR

1. 捜査は、犯罪現場から歯、毛髪、骨、体液などの生物学的物質を収集することから始まります。
2. その後、サンプルはさらなる処理のために法医学研究所に移送され、そこでサンプルから DNA が抽出されます (PCR には約 1 ng のサンプルが適切です)。

3. 特定の STR 遺伝子座が標的とされ、PCR によって増幅されます。PCR フラグメントは、シーケンスまたは電気泳動によってさらに分析されます。

4. 次に、STR プロファイルが生成され、利用可能な場合は、疑わしいプロファイルまたはデータベースでチェックされます。
STR プロファイリングには、調査プロセスを支援する堅牢なサーマル サイクラーが必要です。警察や検察の報告に役立てるためには、ウェットラボ実験から得られる信頼性の高い結果が必要です。Esco Lifesciences は、信頼性の高い STR プロファイルを確保するために、優れた加熱速度と冷却速度、正確で均一な温度を備えたサーマル サイクラーを提供します。