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DNA甲基化在法医学中有哪些应用?

【2020-06-22】
        DNA甲基化是表观遗传标记的重要组成部分,具有相对稳定、可遗传、含量丰富、随龄变化等特点,参与基因表达的调控,在生物发育、衰老以及肿瘤学等领域受到广泛关注。在法医学领域,DNA甲基化可以作为DNA序列相关经典遗传标记的有效补充,用于年龄推断、组织体液来源检测、同卵双生子的鉴定等。

注释:
    ■ 表观遗传学:研究基因的 核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传变化的一门遗传学分支学科。
    ■ DNA甲基化:DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。

01 年龄推断
        年龄推断在刑事侦查及司法鉴定领域具有重要的意义,可以为司法部门提供个体的年龄信息,有助于司法工作的开展。DNA甲基化具有随龄变化的特点,随着年龄的增长,由于DNA甲基化转移酶酶活性的进行性缺失,总体的DNA甲基化水平呈下降趋势,但在一些特殊位点反而上升,均呈现一定相关性。通过检测血液、组织等生物检材的甲基化分布,就有可能确定个体的年龄范围,帮助缩小嫌疑人的排查范围,也有助于确定无名尸体残骸的尸源信息。

02 组织体液来源鉴定
        组织体液来源的鉴定有助于刻画犯罪现场、重现犯罪过程,为案件的侦破提供线索与证据。追根溯源,组织体液间的差异是来自于基因表达的差异,这种差异与DNA甲基化密切相关。因此,稳定性高、特异性较好的DNA甲基化成为一种组织体液来源鉴定的生物标记。但由于所提供的不是全或无的结果,因此在对混合样本使用时受到限制。同时DNA甲基化受年龄、环境、生活方式的影响也会发生变化,因此在筛选甲基化位点的过程中,不仅需要对不同组织进行检测以确定特异性,还需进行大量人群调查以排除个体特异性。

03 同卵双胞胎的鉴别
        同卵双胞胎在新生儿中比例约为3‰,因此在法医学实践中对同卵双胞胎的鉴定并不少见。由于同卵双胞胎的DNA序列完全一致,采用常规的STR检测方法无法对两者进行区分。甲基化在某种程度上反映着环境对基因组的影响,包括饮食、生活习惯、生活经历等,因此即使是同卵双胞胎,DNA甲基化也会存在差异性。研究也表明,同卵双胞胎的DNA序列中存在表观遗传学差异。

04 其他
        DNA样本可以在体外人工合成,如果放置于犯罪现场将误导侦查。但人工合成的DNA均无甲基化,因此可以应用甲基化检测以鉴别是否人工合成。

        DNA甲基化含有丰富的信息量,可以作为STR、SNP等经典遗传标记的有效补充,提供检材性别、体液来源、年龄、同卵双胞胎甄别等信息,在法医学领域显示出一定的应用价值。
        但与此同时,DNA甲基化较为复杂,在应用过程中需注意位点的筛选、检材及检测方法的选择。选择已知位点,或通过全基因组检测筛选新的合适的位点,是DNA甲基化应用的前提。由于甲基化在不同组织中可能存在不同的状态,因此在构建应用位点体系时,尤其是在体液来源鉴定时,对检材组织类型的筛选十分重要。检测方法需要灵敏度高、特异性好,以适应微量或降解检材的需求,NGS技术为DNA甲基化的检测提供了新的途径。
        相信随着研究的深入和技术的发展,DNA甲基化在法医学领域将会有很好的应用前景。

参考文献:

[1] 陈雨. DNA甲基化及其法医学应用[J]. 生物技术世界, 2016.DOI:CNKI:SUN:SWJJ.0.2016-03-259

[2] 徐程等. DNA methylation and age prediction%DNA甲基化与年龄推断[J]. 中国法医学杂志, 2014.DOI:10.13618/j.issn.1001-5728.2014.05.012

[3] 聂燕钗, 俞丽娟, 管桦,等. DNA甲基化检测方法及其法医学应用研究进展[J]. 法医学杂志, 2017.DOI:10.3969/j.issn.1004-5619.2017.03.017



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