Nel tentativo di rendere il confronto dei capelli una tecnica più utile per indagare sui crimini, gli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno sviluppato un nuovo modo per dissolvere le proteine ​​dei capelli senza distruggerle. Una volta in soluzione, le molecole proteiche di due capelli possono essere analizzate e confrontate, obiettivo cedevole, risultati quantitativi.

I capelli possono essere un ottimo materiale forense perché durano a lungo. Anche i siti archeologici possono produrre capelli intatti. Confrontalo con il DNA, che si degrada in tempi relativamente brevi, soprattutto se esposto alle intemperie.

Ma il fatto che i capelli siano così resistenti rende difficile lavorarci. I capelli sono costituiti da fibre proteiche, chiamate cheratine, intrecciati insieme come i fili di un cavo. Questi cavi proteici vengono quindi intrecciati in cavi ancora più grandi che sono difficili da sciogliere senza perdere la cheratina.

Ma, disse Zheng Zhang, un chimico di ricerca del NIST e coautore dello studio, "Il nostro metodo produce abbastanza cheratina per l'analisi anche quando si inizia con una quantità molto piccola di capelli".

Fino ad ora, i protocolli per dissolvere le cheratine dei capelli richiedevano circa 10 milligrammi (mg) di capelli, o circa 100 ciocche da 5 centimetri (cm), una quantità che probabilmente non si trova sulla scena del crimine. Il nuovo metodo, recentemente descritto nel Giornale di scienze forensi , richiede solo una ciocca di capelli di 5 cm.

I metodi per confrontare le proteine ​​dei capelli dovranno ancora essere convalidati prima di poter essere utilizzati in tribunale, dove la vita e la libertà possono essere in bilico. Ma questo nuovo metodo per dissolvere le proteine ​​dei capelli rimuove un grosso ostacolo.

Gli scienziati forensi hanno analizzato i capelli per decenni confrontando visivamente i campioni al microscopio. Nel passato, alcuni esperti hanno testimoniato che i capelli di una scena del crimine provenivano da un individuo specifico. Tali affermazioni, che potrebbe aver portato a condannare ingiustamente persone innocenti, non sono più considerati scientificamente validi. Oggi, il confronto microscopico dei capelli viene utilizzato in modo più limitato, non per identificare i sospetti, ma per escluderli.

Negli ultimi anni, scienziati forensi hanno anche analizzato un tipo di materiale genetico nei capelli chiamato DNA mitocondriale. Questo tipo di DNA può aiutare in un'indagine, ma a differenza del normale DNA, non può essere utilizzato per identificare un individuo.

Però, proteomica:lo studio di tutte le proteine ​​in un organismo o parte di un organismo, in questo caso, capelli:possono essere utilizzati per identificare un individuo. Le proteine ​​sono costituite da elementi costitutivi chiamati amminoacidi, che sono legati insieme in una sequenza particolare, come perline su un filo. nei capelli, quelle sequenze variano leggermente da persona a persona, e poiché sono codificati nei nostri geni, sono caratteristiche permanenti della nostra identità.

Nel 2016, i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory hanno dimostrato che queste variazioni possono essere utilizzate per confrontare le proteine ​​dei capelli con precisione matematica. Però, estrarre la cheratina dai capelli ha richiesto più ammollo, molature e trattamenti chimici. Perché un po' di cheratina si perde ad ogni passo, era necessaria una quantità relativamente grande di capelli per recuperarne una quantità sufficiente per l'analisi.

Attraverso una serie di prove, i ricercatori del NIST hanno sviluppato un metodo in un unico passaggio che prevede il riscaldamento dei capelli in una soluzione con detergente. Poiché il nuovo processo prevede un solo passaggio, più proteine ​​vengono recuperate da una data quantità di capelli. Una volta estratte le cheratine, possono essere analizzati utilizzando metodi standard per l'analisi proteomica, che implica farli passare attraverso uno strumento chiamato spettrometro di massa.

Oltre a sviluppare il nuovo protocollo di dissoluzione, i ricercatori hanno identificato 12 nuove variazioni geneticamente determinate nei capelli umani. Questi devono ancora essere verificati con studi genetici, ma, ha detto il chimico di ricerca del NIST e coautore Meghan Burke, "Più punti di confronto significheranno risultati più precisi."

Andando avanti, i ricercatori sperano di identificare ulteriori variazioni nelle proteine ​​dei capelli. Stanno anche lavorando con i genetisti del NIST per mappare le variazioni della cheratina alle sequenze genetiche che le danno origine. Ciò consentirà il confronto non solo di un capello con un altro, ma di un capello a un campione di DNA. In altre parole, se su una scena del crimine viene trovato un capello e su un'altra viene trovata una macchia di sangue, gli investigatori potrebbero essere in grado di valutare se provenissero dalla stessa persona.

"L'analisi delle proteine ​​dei capelli consentirà agli scienziati forensi di rispondere ad alcune domande molto importanti a cui non potevano rispondere prima, " ha detto Burke.