En løsning på et behåret problem inden for retsmedicin

I et forsøg på at gøre hårsammenligning til en mere nyttig teknik til at efterforske forbrydelser, forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har udviklet en ny måde at opløse hårproteiner på uden at ødelægge dem. Når først i løsningen, proteinmolekylerne fra to hår kan analyseres og sammenlignes, giver mål, kvantitative resultater.

Hår kan være et fremragende retsmedicinsk materiale, fordi det holder længe. Selv arkæologiske steder kan give intakt hår. Sammenlign det med DNA, som nedbrydes relativt hurtigt, især når de udsættes for elementerne.

Men det faktum, at håret er så slidstærkt, gør det svært at arbejde med. Hår består af proteinfibre, kaldet keratiner, der er flettet sammen som ledninger i et kabel. Disse proteinkabler bliver så flettet til endnu større kabler, som er svære at opløse uden at miste keratinen.

Men, sagde Zheng Zhang, en NIST-forskningskemiker og medforfatter til undersøgelsen, "Vores metode giver nok keratin til analyse, selv når man starter med en meget lille mængde hår."

Indtil nu, protokoller til opløsning af hårkeratiner krævede cirka 10 milligram (mg) hår, eller omkring 100 5-centimeter (cm) tråde - en mængde, der sandsynligvis ikke vil blive fundet på et gerningssted. Den nye metode, for nylig beskrevet i Journal of Forensic Sciences , kræver kun en enkelt hårstrå på 5 cm.

Metoder til sammenligning af hårproteiner skal stadig valideres, før de kan bruges i retten, hvor liv og frihed kan hænge i balance. Men denne nye metode til at opløse hårprotein fjerner en stor hindring.

Retsmedicinske forskere har analyseret hår i årtier ved visuelt at sammenligne prøver under et mikroskop. I fortiden, nogle eksperter har vidnet om, at hår fra et gerningssted kom fra en bestemt person. Sådanne påstande, hvilket kan have ført til, at uskyldige mennesker blev fejlagtigt dømt, anses ikke længere for videnskabeligt valide. I dag, mikroskopisk hårsammenligning bruges på en mere begrænset måde, ikke for at identificere mistænkte, men for at udelukke dem.

I de seneste år, retsmedicinere har også analyseret en type genetisk materiale i hår kaldet mitokondrielt DNA. Denne type DNA kan hjælpe i en undersøgelse, men i modsætning til almindeligt DNA, det kan ikke bruges til at identificere et individ.

Imidlertid, proteomics - studiet af alle proteiner i en organisme eller en del af en organisme, I dette tilfælde, hår – kan bruges til at identificere en person. Proteiner er opbygget af byggesten kaldet aminosyrer, som er spændt sammen i en bestemt rækkefølge, som perler på en snor. I håret, disse sekvenser varierer lidt fra person til person, og fordi de er kodet i vores gener, de er permanente træk ved vores identitet.

I 2016 forskere ved Lawrence Livermore National Laboratory viste, at disse variationer kan bruges til at sammenligne hårproteiner med matematisk præcision. Imidlertid, udvinding af keratin fra hår krævede flere iblødsætninger, slibning og kemiske behandlinger. Fordi noget keratin går tabt med hvert trin, en relativt stor mængde hår var nødvendig for at genvinde nok af det til analyse.

Gennem en række forsøg, NIST-forskerne udviklede en enkelttrinsmetode, der går ud på at opvarme håret i en opløsning med vaskemiddel. Fordi den nye proces kun involverer et enkelt trin, mere protein genvindes fra en given mængde hår. Når keratinerne er ekstraheret, de kan analyseres ved hjælp af standardmetoder til proteomisk analyse, hvilket involverer at køre dem gennem et instrument kaldet et massespektrometer.

Udover at udvikle den nye opløsningsprotokol, forskerne identificerede 12 nye genetisk bestemte variationer i menneskehår. Disse mangler stadig at blive verificeret med genetiske undersøgelser, men, sagde NIST-forskningskemiker og medforfatter Meghan Burke, "Flere sammenligningspunkter vil betyde mere præcise resultater."

Fremadrettet, forskerne håber at kunne identificere yderligere variationer i hårproteiner. De arbejder også sammen med genetikere på NIST for at kortlægge keratinvariationer til de genetiske sekvenser, der giver anledning til dem. Det vil tillade sammenligninger ikke kun af et hår til et andet, men af ​​et hår til en DNA -prøve. Med andre ord, hvis der findes et hår på et gerningssted og en blodplet på et andet, efterforskere kan muligvis vurdere, om de kom fra det samme individ.

"Ved at analysere hårproteiner vil retsmedicinere kunne besvare nogle meget vigtige spørgsmål, som de ikke kunne besvare før, " sagde Burke.