Создан простой метод различения однояйцевых близнецов

Криминалисты из Forensic Genetics Research Group разработали простой и эффективный способ, позволяющий различить ДНК однояйцевых близнецов. Об этом сообщается пресс-релизе Университета Хаддерсфильда, статья с исследованием опубликована в журнале Analytical Biochemistry.

Вероятность совпадения результатов ДНК-экспертизы у двух произвольно взятых людей примерно равна одному случаю на миллиард. Если же речь идет о родственниках, то этот показатель вырастает до одного шанса на десять тысяч, а у однояйцевых близнецов ДНК практически совпадают. В судебных исследованиях это приводит к возникновению серьезных проблем, когда по причине невозможности определить, кто из близнецов совершил преступление, с преступника снимают обвинение. 

Авторы новой работы нашли способ определить различия в генетическом материале близнецов не прибегая к сложнейшему глубокому секвенированию генома. Методика, разработанная учеными, основывается на том, что ДНК животных подвергается эпигенетической модификации, конкретнее — метилируются. Это не изменяет последовательности нуклеотидов, но изменяет химические свойства этих нуклеотидов. С возрастом, появлением новых привычек, сменой образа жизни происходит изменение характера метилирования, которую и удается проследить.

Для анализа авторы подвергали образцы ДНК бисульфитному секвенированию. Этот химический процесс заменяет неметилированные остатки цитозина (который спаривается с гуанином) на урацил (который спаривается с аденином). В итоге пары гуанин-цитозин (G-C) меняются на пары аденин-урацил (A-U(T)). После этого ученые исследовали плавление полученной ДНК — превращение двухцепочечной спирали в клубок под действием температуры. Чем сильнее связаны цепочки, тем более высокая температура требуется для этого процесса. 

Суммарная энергия связи между двумя цепочками двунитевой ДНК определяется прежде всего тем, какие пары оснований ее формируют. К примеру, A-T пары обладают меньшей энергией связывания, потому что между ними возникает лишь две водородных связи вместо трех у G-C. Также на процесс плавления влияет и то, в каком порядке размещены эти пары нуклеотидов. Поэтому изменение характера метилирования в исходных ДНК близнецов оказывает значительное влияние на характер плавления полученных модифицированных молекул и позволяет уверенно различить образцы, принадлежащие разным близнецам.

У метода есть и свои минусы, в частности, он не может различить молодых близнецов, поскольку характер метилирования их ДНК отличается не столь значительно, как у взрослых. Другой проблемой метода является потребность в большом количестве генетического материала - для проведения исследования требуется около 100 нанограмм ДНК, которых может не найтись на месте преступления.

Вместе с тем, новый метод значительно проще и, отчасти, эффективнее предложенного ранее метода, предполагающего ультра-глубокое секвенирование ДНК. Этот метод основан на идентификации единичных мутаций, однако он обладает высокой стоимостью и требует довольно большого времени на проведение анализа.