Развитие судебно-медицинской генетики сопровождалось появлением множества различных, не всегда совместимых, вариантов методик. Из-за использования лабораториями различных систем анализа отсутствовала возможность обмена результатами исследования. Наконец, ученые-криминалисты договорились о единой системе, что привело к развитию сотрудничества между большинством авторитетных судебно-медицинских лабораторий в Европе. Понимание того, что накопление информации о ДНК обеспечит уголовное правосудие эффективным способом раскрытия преступлений, привело к созданию ряда локальных баз данных. Благодаря внедрению технологии амплификации, основанной на анализе коротких тандемных повторов, появилась достаточно чувствительная и надежная система для формирования эффективных баз ДНК [15]. Свод законов, созданный в Великобритании в 1995 году, позволил судебно-медицинским экспертам создать первую национальную базу ДНК-данных, хранящую личные профили и ДНК, полученные с мест преступлений. В настоящее время Национальная база ДНК Англии и Уэльса включает более 2,75 миллиона эталонных ДНК-профилей, с которыми регулярно сравниваются образцы с мест преступлений. Вероятность того, что совпадение будет найдено, составляет примерно 30 процентов [13]. По пути создания национальных баз ДНК пошли и другие страны, но в некоторых из них законодательство строго ограничивает типы и количество данных, которые могут храниться, что соответственно также ограничивает эффективность таких баз. В силу использования серийно выпускаемых мультиплексных комплектов почти все европейские лаборатории в настоящее время используют совместимые системы, в результате чего появилась возможность организации общеевропейской базы ДНК-данных. Однако обмен результатами исследований на межгосударственном уровне остается ограниченным в силу различия законодательных баз, регулирующих данные вопросы [15].

В начале 1980-х годов сэр Алек Джеффрис разработал метод молекулярной генетики для идентификации людей и индивидуализации биологических доказательств. Этот метод был назван ДНК-отпечатками пальцев и вызвал значительный ажиотаж в сообществе уголовного правосудия [7]. Метод был основан на расщеплении геномной ДНК рестрикционными ферментами с последующим блот-анализом по Саузерну. Однако он весьма трудоемок и требует большого количества исходной ДНК хорошего качества [3].

В 1983 г. Кэри Маллис предложил революционный для молекулярной биологии метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), открывший новые возможности для ДНК-анализа в судебно-медицинской практике [7]. После появления метода ПЦР, дающего возможность восстанавливать информацию из очень малых по объему или деградировавших образцов, ДНК-профилирование весьма усилило свою дискриминационную способность (PD, Discriminatory Power), так как ПЦР способна амплифицировать за короткое время определенную последовательность ДНК в миллионы копий [13].

Однако применение ПЦР для судебно-медицинской экспертизы не сразу дало улучшение с точки зрения PD, фактически первое типирование коротких тандемных повторов (STR, Short Tandem Repeats) дало PD намного меньше, чем результаты предыдущих анализов [3][16]. Судебно-медицинское ДНК-профилирование методом STR позволяет идентифицировать лица, уже известные правосудию. Преимуществом данной методики является способность анализировать разрушенную ДНК и очень небольшие объемы биологических материалов, содержащих ДНК [17]. Профили STR из биологических образцов с места преступления сравниваются с имеющимися профилями известных подозреваемых, затем идентифицируются полицией и включаются в национальную базу ДНК. Кроме того, профилирование STR используется при тестировании на родство, отцовство или материнство, а также для идентификации жертв стихийных бедствий (DVI, Disaster Victim Identification) или определения виновных в изнасиловании [7].

Однако STR-профилирование имеет недостатки, которые можно преодолеть с помощью SNP (Single-Nucleotide Polymorphism). Последние в большей степени подходят для работы с образцами с сильно разрушенной ДНК. Однонуклеотидные полиморфизмы вряд ли заменят STR. Скорее они будут дополнять, а не вытеснять современные системы STR-типирования. Поскольку SNP имеют более низкую частоту мутаций по сравнению с STR, SNP с большей вероятностью «закрепятся» в конкретной популяции генетических вариантов и, таким образом, будут полезны для оценки этнической принадлежности на основе незначительных генетических различий. В настоящее время предпринимаются попытки различать цвет волос, глаз и другие фенотипические признаки с помощью SNP. Эта методика способна облегчить идентификацию человека при опознании жертв стихийных бедствий или анализе родства [17][18].

Современный уровень науки предполагает использование технологий секвенирования следующего поколения (без ПЦР) для идентификации личности в случаях анализа сильно разложившихся и смешанных образцов, определения времени образования биологических следов и реконструкции физиологического состояния жертв и преступников в момент совершения преступления [17]. Более современные технологии массивно-параллельного секвенирования (MPS, Massive Parallel Sequencing), или так называемые технологии секвенирования следующего поколения (NGS, Next Generation Sequencing), явились прорывом в биологических науках благодаря своей способности осуществлять миллионы считываний за один прогон секвенирования. Несмотря на то что MPS были приняты в области криминалистики относительно недавно, использование MPS для судебных приложений быстро расширилось за последние несколько лет. Существуют две основные технологические платформы, используемые для криминалистических применений MPS: метод секвенирования путем синтеза Illumina и секвенирование Ion Torrent на основе полупроводников Thermo Fisher [1].

Методы STR- или SNP-профилирования позволяют идентифицировать только уже известные следственным органам личности. При отсутствии совпадений с известным подозреваемым или с базой данных ДНК применяются методы судебного ДНК-фенотипирования (FDP, Forensic DNA Phenotyping), позволяющие прогнозировать внешне видимые характеристики (EVC, Externally Visible Characteristics) по образцам ДНК [1][17][19]. Определение внешности по ДНК включает такие признаки, как цвет глаз и кожи, оттенок и структура волос, степень облысения, возраст с точностью, подходящей для практического применения. Индивидуально-специфическое прогнозирование особенностей черт лица на основе ДНК было бы наиболее полезно для поиска неизвестных людей, но в настоящее время это выходит за рамки нынешнего уровня развития генетических технологий [17]. Определение фенотипа человека необходимо в случаях розыска пропавших без вести и для идентификации жертв стихийных бедствий. ДНК-фенотипирование, кроме предсказания EVC, позволяет также определять биогеографическое происхождение субъекта и оценку возраста с использованием эпигенетических маркеров [1]. Определение по ДНК биогеографического происхождения уже возможно в пределах крупных географических образований и даже на субрегиональном уровне с использованием подходящих SNP. Выводы на основе ДНК о географической принадлежности субъекта с уточнением отдельных стран вряд ли когда-либо станут доступными [17]. Технология ДНК-фенотипирования уже внедрена в практику в ряде стран, легализация метода публично обсуждалась в Германии и Швейцарии. Следует подчеркнуть, что генетические заболевания исключены из ДНК-фенотипирования, поскольку использование таких данных нарушает неприкосновенность частной жизни [20].

Эпигенетические изменения влияют на паттерны экспрессии генов и регулируют важнейшие клеточные процессы [21]. Анализ степени метилирования ДНК позволяет предсказывать биологический возраст неизвестного человека и предоставляет чрезвычайно полезную информацию для исследователей, особенно в сочетании с определением EVC [1][22][23].

После громкого ареста в 2018 г. Джозефа ДеАнджело в качестве подозреваемого в расследовании дела об убийце из Голден Стэйт внимание было сосредоточено на применении генетической генеалогии в судебно-медицинском контексте [24]. В то время как семейный поиск в базах данных криминалистической ДНК эффективно использовался для идентификации близких родственников подозреваемых посредством обнаружения общих аллелей в профилях STR, специалисты по генеалогии могут идентифицировать гораздо большее количество дальних родственников с помощью обнаружения идентичных участков ДНК в геноме, указывающих на общее происхождение [25]. Это достигается за счет использования огромных наборов генетических данных, собранных людьми, которые проходят генетические тесты непосредственно для потребителя (DTC, Direct-To-Consumer genetic testing) в целях генеалогического исследования [1].

На современном этапе полиморфизмы Y-хромосомы используются во множестве расследований, хотя судмедэксперты начали проявлять интерес к этой хромосоме лишь начиная с 1992 г. [26]. Мужская Y-хромосома активно используется в криминалистическом ДНК-анализе, и особенно когда ДНК-профилирование по аутосомным маркерам не является информативным. Для определения отцовских линий неизвестных лиц, оставивших на месте преступления биологические следы, успешно используются гаплотипы, состоящие из полиморфизмов коротких тандемных повторов Y-хромосомы (Y-STR). Y-STR-гаплотипирование, дает возможность: 1) определить причастность подозреваемых лиц мужского пола к преступлению; 2) определить отцовскую линию мужчин-преступников; 3) выделить нескольких мужчин, имеющих совпадения с биологическими образцами; 4) предоставить следствию версии данных для поиска неизвестных преступников мужского пола. Y-STR-гаплотипирование применяется для разрешения споров об отцовстве в отношении потомков мужского пола и других видах проверки родства по отцовской линии, включая исторических персонажей, а также в случаях необходимости идентификации мужчин, пропавших без вести или ставших жертвами стихийных бедствий. Полиморфизмы Y-хромосомы позволяют по отцовской линии определить биогеографическое происхождения неопознанных или пропавших без вести лиц [27].

Важно отметить, что в подавляющем большинстве случаев Y-гаплотипы, в отличие от аутосомных STR-профилей, профили Y-STR (гаплотипы), не являются индивидуальными. То есть всегда будет некоторое количество мужчин со сходным профилем. Поэтому частота Y-гаплотипа имеет различную доказательную ценность. Использование полиморфизмов Y-хромосомы является мощным инструментом в криминалистике при условии его осторожного применения и интерпретации. Например, он весьма эффективен как инструмент исключения из сложных смесей мужских и женских биологических следов, взятых на месте преступления [26]. Недостатком Y-хромосомных STR (Y-STR), которые используются для выделения мужского материала из смешанных образцов обоих полов, является то, что они тесно привязаны к отцовской линии. Однако проблему можно решить, применяя быстро мутирующие Y-STR [17].

В случаях сильного разложения образцов или наличия биологических материалов с ограниченным содержанием ДНК, таких как телогеновые волосяные стержни, судебно-медицинские эксперты обращаются к методу анализа митохондриальной ДНК (мтДНК; mtDNA, mitochondrial DNA) [18]. мтДНК присутствует в клетках в гораздо большем количестве копий, чем ядерная ДНК, из которой копируются короткие тандемные повторы. мтДНК наследуется только от матери и, следовательно, не уникальна, поскольку другие родственники по материнской линии будут иметь одинаковую последовательность мтДНК при условии, что не произошло никаких мутаций. Анализ информации о последовательности мтДНК превосходит по времени проведения, трудоемкости и стоимости STR-типирование, но он часто дает результат, который невозможно получить стандартными методами STR-типирования [18].

Быстро развивающееся направление судебно-генетических исследований в настоящее время предлагает различные новые методы анализа сложных для судебной экспертизы биологических следов и получения информации о доноре биологического образца. ДНК-анализ биоматериала, полученного в ходе уголовного расследования, позволяет получить убедительные доказательства. Однако если восстановленный профиль не совпадает с базой ДНК-данных, доказательства могут быть менее достоверны. Использование генетических маркеров решает большинство проблем, связанных с разрушенной ДНК, ДНК с низким числом копий и смесью нескольких ДНК. Благодаря успехам, достигнутым в расшифровке генома, наличию маркеров для проведения анализов на основе ПЦР, стало возможным идентифицировать личность по происхождению и анализировать родословную человека по результатам судебно-медицинской экспертизы ДНК. Последние достижения в области прикладной химии обеспечат коммерческую доступность систем микрофлюидного генетического анализа, включающих все этапы обработки образцов в одном микроустройстве. Эта «лаборатория на чипе» может облегчить и ускорить судебно-медицинскую типизацию ДНК на месте преступления.

Конфликт интересов: авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования: авторы заявляют о финансировании проведенного исследования из собственных средств.

Участие авторов:

Сбор и анализ информации – ТАФ

Написание текста – ТАФ, ВСУ

Обоснование рукописи или проверка критически важного интеллектуального содержания – ВВК

Редактирование – АНЗ

Окончательное утверждение для публикации рукописи – ТАФ