Le prove del DNA hanno rivoluzionato la scienza forense negli ultimi anni, decifrare casi irrisolti aperti e portare sia condanne che esoneri. Le stesse tecniche aiutano gli archeologi e gli antropologi a studiare i resti di popoli antichi o antenati umani.

Ma il DNA è una molecola relativamente fragile che si rompe facilmente. Ecco dove la proteomica, la nuova scienza dell'analisi delle proteine, entra. Leggendo la sequenza di amminoacidi da frammenti di proteine, gli scienziati possono lavorare a ritroso per dedurre la sequenza del DNA che ha prodotto la proteina.

"È leggere il DNA quando non hai DNA da leggere, " ha detto Glendon Parker, professore associato aggiunto presso il Dipartimento di tossicologia ambientale e gruppo di laureati in scienze forensi presso l'Università della California, Davis. "Le proteine ​​sono molto più stabili del DNA, e la tecnologia di rilevamento delle proteine ​​è molto migliore ora."

Il laboratorio di Parker alla UC Davis, con colleghi tra cui Jelmer Eerkens, professore di antropologia, Roberto Riso, professore di tossicologia ambientale e Brett Phinney, responsabile della Proteomics Core Facility presso l'UC Davis Genome Center, sta lavorando per stabilire la proteomica come un nuovo strumento in medicina legale e antropologia.

La tecnologia proteomica potrebbe essere utilizzata dove i campioni sono vecchi o degradati, e per eseguire il backup dei risultati dell'analisi del DNA, ha detto Parker. Come la genomica, lo studio di interi genomi e grandi quantità di DNA, è un nuovo campo reso possibile dai rapidi progressi nella tecnologia e nell'informatica di sequenziamento delle proteine.

Le proteine ​​sono costituite da catene di unità chiamate amminoacidi. Ci sono 20 amminoacidi naturali che sono codificati dal DNA. Una sequenza di tre lettere di DNA corrisponde a uno specifico amminoacido, quindi leggere la sequenza del DNA può darti la sequenza di amminoacidi della proteina corrispondente. La sequenza del DNA può anche essere dedotta leggendo la sequenza di amminoacidi e confrontandola con database di proteine ​​e geni noti.

Gli strumenti come quelli della UC Davis Proteomics Core Facility possono funzionare con quantità di proteine ​​incredibilmente piccole, appena 50 nanogrammi. Un pollice di capelli umani contiene 100 microgrammi di proteine.

I capelli si trovano spesso sulle scene del crimine. I capelli hanno pochissimo DNA, ma più che sufficienti proteine ​​(principalmente cheratina) per l'analisi. Osservando gli amminoacidi varianti nella cheratina, i ricercatori possono identificare polimorfismi a singolo nucleotide, o SNP, nel DNA sottostante. Tali informazioni possono essere utilizzate sia per l'identificazione personale che per ottenere informazioni sugli antenati.

I peli variano leggermente a seconda di dove provengono sul corpo, ma un recente articolo condotto dallo studente laureato Zachary Goecker del team di Parker ha mostrato che le differenze tra cuoio capelluto, barba, ascelle e peli pubici non sono abbastanza grandi da influenzare l'identificazione. Modifiche come l'ingrigimento, i trattamenti di tintura e perossido non hanno avuto alcun effetto sulle informazioni di identificazione dai peptidi, ha detto Parker. Lo studio è stato pubblicato a marzo 2019 in Internazionale di scienze forensi:genetica .

Determinazione del sesso dai denti

Per gli antropologi, ossa e denti sono una finestra per le persone del passato, ma il DNA potrebbe essere in pessime condizioni. Lavorare con Eerkens, Julia Yip, uno studente laureato nel laboratorio di Parker, sviluppato un metodo per determinare il sesso biologico di un individuo basato su un singolo dente.

Questo è possibile perché i denti contengono una proteina chiamata amelogenina, che si trova sui cromosomi X e Y che determinano il sesso biologico. Se un dente ha l'amelogenina-Y, quindi deve provenire da un individuo con cromosomi XY e quindi molto probabilmente un maschio biologico.

Nei test affiancati, l'analisi delle proteine ​​del dente era più sensibile e affidabile per la determinazione del sesso rispetto al DNA o all'analisi dell'anatomia degli scheletri. L'opera è stata pubblicata lo scorso anno su Rivista di Scienze Archeologiche ed è seguito dalla ricercatrice post-dottorato Tammy Buonasera.

In un articolo pubblicato nel maggio 2019 in Internazionale di scienze forensi:genetica , il team ha anche dimostrato che è possibile ottenere abbastanza proteine ​​per l'identificazione personale da un'impronta digitale. Il problema è trovare e raccogliere il campione piuttosto che la sensibilità della macchina, ha detto Parker.

Parker spera che la proteomica forense possa uscire dal laboratorio e entrare in alcuni casi del mondo reale. La tecnica deve essere convalidata a fondo prima di essere ampiamente utilizzata, Parker ha detto, ma si aspetta che quelle "scatole vengano controllate" entro circa un anno. Un possibile punto di partenza sarebbe lavorare su kit di aggressioni sessuali "cold case" che vengono anche testati per il DNA e altre prove.

"Stiamo cercando di attirare l'interesse della comunità forense nel coinvolgerci in alcuni di questi casi, " ha detto Parker.