Стабильные, прочные белки волос способны сохраняться в окружающей среде намного дольше, чем образцы ДНК. Американским ученым удалось показать, что белковый «профиль» волос уникален и может стать новым эффективным средством идентификации личности в криминалистике и археологии. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом PLOS One.
Идентификация личности по биологическим образцам почти всегда требует анализа полиморфизмов ДНК. Однако в присутствии воды или в тепле ДНК может быстро деградировать, делаясь неподходящей для работы. С другой стороны, многие белки химически намного стабильнее нуклеиновых кислот и могут сохраняться намного дольше; а в их первичной структуре — последовательности аминокислот — отражаются те же генетические полиморфизмы. Все это позволило группе американских ученых во главе с Глендоном Паркером (Glendon Parker) из Центра криминалистики при Ливерморской национальной лаборатории предложить метод идентификации человека по белкам, составляющим структурную основу его волос.
Каждый волос — сложное образование, содержащее мертвые (ороговевшие) и живые клетки, пигментные молекулы и белки — прежде всего, представители семейства α-кератинов. Это плотно упакованные в α-спирали белки, дополнительно укрепленные дисульфидными связями, инертные и прочные, хорошо сохраняющиеся в естественных условиях, что делает их потенциально перспективными в качестве средства определения личности. Необходимо было лишь показать, что различий в первичной структуре белков стержня волоса достаточно для надежной идентификации.
Чтобы выяснить это, Паркер и его коллеги исследовали биологические образцы, полученные у 76 жителей Европы и Северной Америки, и проанализировали их ДНК по 190 однонуклеотидным маркерам на всех 22 неполовых хромосомах. У добровольцев также забирали образцы волос, которые обрабатывали детергентом и подвергали протеолизу — расщеплению белков — с помощью трипсина. Полученная смесь пептидов анализировалась хроматографией и масс-спектрометрией.
Помимо кератинов, в составе протеома (совокупности белков) были обнаружены фрагменты сотен белков, входящих в структуры волоса или его клеток. Всего было выделено 89 вариаций аминокислотной последовательности, которые удалось соотнести с соответствующими однонуклеотидными вариантами в 33 генах. Этого разнообразия было достаточно, чтобы сопоставить их каждому из участвовавших в эксперименте индивидуумов. По расчетам авторов, некоторые из таких аминокислотных замен встречаются достаточно редко (до 1 случая на 12,5 тыс. человек), что делает их в совокупности надежным и уникальным маркером для идентификации личности.
Еще шесть образцов волос авторы получили с останков, найденных на раскопках в Лондоне (датированы 1750–1850 гг.) и на кладбище в Кенте (датированы 1821–1853 гг.). Идентификация выделенных из них белков показала, что метод применим и для археологических образцов.
Стоит добавить, что в последние годы появляются все новые и новые методы идентификации, которые могут найти применение в системах безопасности и в криминалистике. Помимо ставших уже традиционными отпечатков пальцев или ДНК, уникальными для каждого человека оказались даже профили активности различных областей головного мозга.
Роман Фишман
Автор публикации про редактирование генома белком NgAgo под давлением научного сообщества отозвал статью из журнала Nature Biotechnology, где она была опубликована в мае 2016 года. Об этом сообщают Nature и сайт Retraction Watch.