شناسایى هویت یک مسئله مهم در پزشکى قانونى است که در موارد تجاوزها، جنایات، تعیین هویت اجساد و بسیارى موارد دیگر ضرورت دارد

 

روشهای تعیین هویت
روش هاى مختلفى در گذشته براى این امر معمول بوده است، از جمله اثر انگشت، خصوصیات ظاهرى و بدنى مثل رنگ مو، جاى زخم، مشخصات دندان ها، یا اندازه هاى استخوان ها و… با کشف DNA راه جدیدى براى تعیین هویت، حتى در مواردى که مشخصات جسمى مثلاً در اجساد متلاشى شده قابل تعیین نیست، گشوده شد.
در چند دهه اخیر روش هاى شناسایى DNA تکمیل شده و شناسایى سریع تر هویت را امکان پذیر کرده است. به خصوص واقعه ۱۱ سپتامبر با قربانیان فراوانى که به بار آورد و لزوم تعیین هویت آنها، باعث به وجود آمدن پیشرفت هاى تکنیکى در شیوه هاى شناسایى به وسیله DNA شد.
اثر انگشت ژنتیکى
آزمون شناسایى هویت از طریق DNA یا به اصطلاح اثر انگشت ژنتیکى در سال ۱۹۸۵به وسیله سرآلک جفریز از دانشگاه لاسیستر انگلیس ابداع شد.
انسان ها در بخش بزرگى از توالى هاى نوکلئوتیدهاى تشکیل دهنده DNA خود مشابهت دارند، اما بخش هایى از DNA وجود دارد که از توالى هاى تکرارى بسیار متغیر بین افراد مختلف تشکیل شده اند. این بخش ها را اصطلاحاً بخش هاى ریزاقمارى (microsatellite) یا تکرارهاى متوالى کوتاهSTR (Shotr tandem repeats) مى نامند.
او انسان غیرخویشاوند در یک جایگاه (locus) معین DNA داراى تعداد متفاوتى از بخش هاى ریزاقمارى هستند که خاص خود آنهاست. بنابراین با تطبیق دادن تعداد این بخش هاى اقمارى در چند جایگاه مى توان با درصد خطاهاى بسیار کمى شناسایى هویت انجام داد.
اثر انگشت ژنتیکى در پزشکى قانونى براى تطبیق دادن نمونه هاى خون، مو، بزاق یا منى به دست آمده در محل جرم با مظنونان احتمالى و همچنین در شناسایى اجساد، تعیین ابوت یا والدین یک کودک و نیز تعیین منشا و کیفیت مواد غذایى به کار مى رود. علاوه براین اثر انگشت ژنتیکى در مطالعه جمعیت هاى حیوانات وحشى و فرضیه سازى در مورد الگوى مهاجرت هاى انسانى در دوران پیش از تاریخ مورد استفاده بوده است.
روش کار
براى شناسایى DNA در یک نمونه، پس از استخراج ابتدا با استفاده از تکنیکى بیوشیمیایى به نام «واکنش زنجیره اى پلى مراز» (PCR) شبیه سازى DNA تحریک مى شود و میزان آن افزایش مى یابد به این ترتیب مى توان از مقادیر بسیار کمى از اجزاى بدنى که حاوى سلول و در نتیجه DNA باشد براى شناسایى استفاده کرد.
در معمول ترین روش شناسایى DNA، روش «پلى مرفیسم در ازاى قطعه حدى» (RFLP)، به وسیله یک آنزیم حدى (restriction enzyme) DNA به قطعاتى شکسته مى شود و سپس به وسیله الکتروفورز بر روى ژل این قطعات از هم جدا مى شوند و به صورت نوارهایى متمرکز مى شوند. سپس این الگوى نوارى به وسیله تکنیکى به نام خشک کردن ساودرن (Southern blotting) به روى یک غشاى نایلونى منتقل مى شود. سپس با استفاده از قطعات مکمل رادیو ایزوتوپ دار DNA یا پروب ها (probe) براى اتصال به توالى هاى معین DNA (که در این مورد همان بخش هاى ریزاقمارى هستند) به روى غشا وارد مى شود و DNA اضافى شسته مى شود. سپس یک فیلم اشعه ایکس در مجاورت غشاى نایلونى قرار داده مى شود تا الگوى رادیواکتیو را ثبت کند.
با ظاهر کردن فیلم الگوى مریى از نوارها ظاهر مى شود که همان اثر انگشت ژنتیکى است.در مواردى که شناسایى یک جسد مجهول الهویه مطرح است، از هر قسمتى از بدن که سالم باقیمانده باشد نمونه بردارى انجام مى شود. پس از شناسایى DNA جسد، از نمونه هایى از بدن فردى که احتمال مى رود جسد متعلق به او باشد و از قبل موجود است،
مثلاً بزاق و سلول هایى که بر روى مسواک باقى مانده است یا شانه اى که تکه هاى پوست سر یا تارهاى مو روى آن موجود است مى توان DNA به دست آورد و با DNA جسد تطبیق داد (روش مستقیم) در مواردى که چنین نمونه هایى در دسترس نباشد تطبیق DNA جسد با DNA بستگان نزدیک فرد احتمالى انجام مى شود (روش غیرمستقیم). در روش مستقیم تطبیق باید کامل باشد و در روش غیرمستقیم شباهت وجود دارد.
روش RFLP به خصوص در موارد شناسایى تعداد زیادى از جسد مدت زیادى طول مى کشد. در این موارد از تکنیک دیگرى به نام AFLP (پلى مرفیسم تقویت شده درازاى قطعه) استفاده مى کنند، که از لحاظ اصولى مانند روش RFLP است اما از شیوه هاى اضافى مانند دوبار تقویت DNA و استفاده از پرایمرهاى اختصاصى سود مى جوید که وقت و سرعت آزمایش را بالا مى برند.
روش ALFP اکنون به صورت خودکار درآمده است و امکان مقایسه سریع نمونه هاى DNA افراد را مى دهد.گرچه آزمون شناسایى DNA در مواردى که بافت هاى انسانى به حد کافى در دست باشد با دقت قابل انجام است و مى توان به خصوص با استفاده از تکنیک خودکار شده AFLP به سرعت به نتیجه رسید.
اما در محل هایى که فاجعه هایى بزرگ به همراه آتش سوزى و تخریب رخ داده است مانند نمونه انفجار برج هاى مرکز تجارت جهانى در واقعه ۱۱سپتامبر که قربانیان به شدت سوخته اند مشکل است بتوان بافت سالمى به دست آورد که حاوى DNA متلاشى نشده باشد، از طرف دیگر به دست آوردن بقایاى اجساد در چنین محل هایى ممکن است مدت ها طول بکشد و روند فساد جسد انجام آنالیز DNA را ناممکن کند. همچنین استفاده از آب در خاموش کردن آتش باعث تخریب بیشتر DNA موجود در بافت هاى باقى مانده مى شود.
در مواردى که جسد به شدت سوخته باشد، معمولاً تنها مى توان از DNA موجود در سلول هاى استخوانى براى تعیین هویت استفاده کرد، اما در این مورد هم کلسیم موجود در استخوان انجام تکنیک PCR براى به دست آوردن DNA را با مشکل روبه رو مى کند.
در این موارد که از DNA هسته اى نمى توان براى شناسایى استفاده کرد، تنها راه باقیمانده آنالیز DNA موجود در میتوکندرى هاى سلول است. بیشتر DNA یک سلول درون هسته آن قرار دارد. نیمى از این DNA از پدر، و نیم دیگر آن از مادر به ارث مى رسد؛ اما درون سیتوپلاسم سلول اندامک هایى وجود دارند که میتوکندرى نامیده مى شوند و در واقع موتورخانه یا محل تولید انرژى در سلول هستند.
درون میتوکندرى ها هم DNA وجود دارد، اما نکته جالب این است که این DNA منحصراً از مادر به ارث مى رسد. علت این امر به چگونگى لقاح سلول هاى جنسى مربوط مى شود. در هنگام لقاح تنها هسته اسپرم وارد تخمک مى شود و سیتوپلاسم تخمک است که سیتوپلاسم تخم یا زیگوت بعدى را مى سازد. بنابراین میتوکندرى هاى سلول تخم از تخمک مادر منشا مى گیرند و تنها حاوى DNA مادرى خواهند بود. تمام بستگان مادرى یک فرد DNA میتوکندریایى مشابهى با او دارند و مى توان از این پدیده براى شناسایى هویت استفاده کرد.
اما با توجه به اینکه مقدار DNA میتوکندرى بسیار اندک است، اگر از روش هاى معمول آنالیز DNA که در بالا ذکر شد براى شناسایى آن استفاده شود، با توجه به طولانى و پیچیده بودن روند کار ۱۰ تا ۱۰۰ بار وقت بیشترى نسبت به آنالیز DNA هسته اى لازم است.
همین مشکل در مورد شناسایى هویت تعداد زیاد قربانیان ۱۱ سپتامبر هم وجود داشت و براى حل آن دکتر فیل دانیلسن، استادیار زیست شناسى مولکولى دانشگاه دنور ایالات متحده با همکارى دکتر رابى شلتون دستیار آزمایشگاهى اش، روش جدیدى را به نام DNA WAVE Analysis را ابداع کرده اند. در این روش دیگر نیازى به تعیین توالى نوکلئوتیدها در DNA و صرف وقت زیادى براى تفسیر نتایج نیست، بلکه یک تصویر فورى از کل مولکول DNA میتوکندریایى در یک مرحله گرفته مى شود.
روش کار به این صورت است که با استفاده از یک روش کروماتوگرافى جدید به نام DHPLC(denaturing high- preformance liquid chromatogroph) مى توان قطعات DNA براساس تفاوت هاى بسیار جزیى در توالى هاى نوکلئوتیدها از هم جدا کرد. مولکول DNA در یک محلول آبى حل مى شود و به درون ستونى فولادى پمپ مى شود و در آنجا به مهره هاى میکروسکوپى پلاستیکى متصل مى شود. هنگامى که ترکیب شیمیایى محلول DHPLC تغییر داده مى شود، DNA به اصطلاح ذوب مى شود و از اتصالات خود با مهره ها جدا مى شود.
مولکول هاى DNA داراى توالى نوکلئوتیدى متفاوت در زمان هاى متفاوتى از ستون جدا مى شوند و یک نیمرخ ذوب DNA به وجود مى آید. هرچه دو قطعه DNA توالى نوکلئوتیدى داراى شباهت بیشترى باشند در زمانى نزدیک به هم از ستون جدا مى شوند و به این ترتیب مى توان میزان مشابهت دو مولکول DNA را تعیین کرد.گرچه در این روش نیز در ابتدا باید از PCR براى افزایش مقدار DNA به دست آمده استفاده کرد. اما دیگر نیازى به مرحله تعیین توالى نوکلئوتیدى که با روش هاى معمول در مورد یک نمونه ۸۵ دقیقه طول مى کشد و آنالیز و تفسیر آن که ساعت ها و روزها به طول مى انجامد، نیست.
بلکه صرفاً در حدود ۴ دقیقه مى توان شباهت یا تفاوت قطعات DNA را تعیین کرد. یک مزیت دیگر این روش کاهش هزینه ها از ۲۵۰۰ دلار به ازاى هر نمونه به ۱۰ دلار به ازاى هر نمونه است.همانطورى که قبلاً ذکر شد به دست آوردن DNA از اجساد متلاشى شده و سوخته کار مشکلى است و معمولاً در این موارد از استخوان ها استفاده مى شود اما استخراج DNA از استخوان ها کار مشکل و وقت گیرى است.گروه تکنولوژى Bode در آمریکا، براى حل مشکل شناسایى هویت قربانیان ۱۱ سپتامبر، روش جدید استخراج DNA و سیستم ردیابى نمونه ها را به وجود آورد که ۱۰ بار از روش هاى قبلى کارآمدتر بود.
بانک ملى اطلاعات DNA
با وجود تمام این پیشرفت هاى تکنیکى دانشمندان توانستند دو سال بعد از وقوع حادثه ۱۱ سپتامبر تنها هویت بیش از نیمى از ۲۷۸۲ قربانى را کشف کنند. براى حل مشکل تعیین هویت از چند سال قبل در آمریکا به وجود آوردن و گسترش یک بانک ملى اطلاعات DNA در جریان است تا بتوان در موارد جنایات یا حوادث با سرعت بیشترى شناسایى را انجام داد