후생유전학

Epigenetics in forensic science

법의학에서 후생유전학은 [1][2]후생유전학을 범죄 해결에 응용하는 것이다.

법의학에서는 1984년부터 DNA를 증거로 사용해 왔지만, 이것은 출생 이후 개인의 변화에 대한 정보를 제공하지 않으며 동일한 형제자매를 구별하는 데 유용하지 않을 것이다.법의학 분야에서 후생유전학의 초점은 노화와 [2]질병과 같은 유전되지 않는 변화에 맞춰져 있다.

후생유전학은 배열에 영향을 미치지 않는 DNA의 변화를 수반하지만, 대신 특정 유전자의 전사 수준과 같은 DNA의 활동에 영향을 미친다.이러한 변화는 생식선을 통해 전이적으로 유전되거나 환경적 요인에 [3][4]의해 출생 후에 발생할 수 있다.인간과 다른 포유동물에서, CpG 디뉴클레오티드는 메틸화를 발달시키는 주요 배열이고, 이 때문에 독특한 메틸화 부위를 찾기 위한 대부분의 연구들이 있다.나이, 생활습관 또는 특정 질병에서 환경 영향의 원인으로 확인된 메틸화 사이트가 몇 개 있습니다.

DNA메틸화

DNA 메틸화는 법의학에서 [5][6]잠재적인 증거로 연구되고 있는 흔한 후생유전학적 표시이다.DNA와 달리, 현실적인 DNA 메틸화는 범죄 현장에 심어질 가능성이 적다.> DNA를 만드는 현재의 방법들은 보통 생물학적 조직에서 발견되는 중요한 메틸화 흔적을 배제하고, [2]이것은 증거를 평가할 때 개인의 신원을 확인하는 방법이다.[6]

메틸화를 분석하는데 많은 다른 조직들이 사용될 수 있다.

샘플 보존

조직의 후생유전적 표시에 대한 저온 보존의 효과는 새로운 연구 영역이다.이 연구의 주요 초점은 보조 생식 기술을 목적으로 난모세포와 정자에 집중되지만,[7] 증거 보존을 위한 법의학에서 유용할 수 있다.메틸화는 사망 후 24시간 이내에 저온 보존된 신선한 조직에서 분석될 수 있으며, 이 조직에서는 [8]최대 1년간 분석될 수 있습니다.조직이 포르말린 고정화 또는 푸트리피화되면 메틸화 분석이 훨씬 더 어렵다.

에이징

혈액이 연구에 사용되는 주요 샘플이지만, 대부분의 조직은 메틸화가 초기에 증가하며 전 세계적으로 늦은 [9]성인기에 걸쳐 서서히 감소한다는 것을 일관되게 보여준다.이 과정을 후생성 드리프트라고 합니다.

후생 클럭은 [10]노화와 관련이 높은 메틸화 부위를 가리킵니다.이러한 부위는 개인에 따라 지속적으로 변경되므로 개인의 연령 표시기로 사용할 수 있습니다.타액과 구강 상피 세포, 혈액 또는 정액과 같은 특정 샘플의 나이를 예측하기 위해 개발된 모델도 있지만, 어떤 조직도 노화되도록 만들어진 모델도 있습니다.2011년 KCNQ1DN, NPTX2, GRIA2 [9]유전자에서 모든 검체의 노화와 관련된 3개의 유의한 하이퍼메틸화 CpG 부위가 발견되었다.700개 이상의 표본에 대한 연령 추정치는 평균 절대 연령(MAD)에서 11.4세로 절대 편차를 보였습니다.2년 후, 약 8,000개의 샘플이 탄성 순 정규화 회귀 분석에서 새로운 연령 예측 [9]모델을 만들기 위해 사용되었습니다.그 결과 353개의 CpG 부위가 연령 예측을 위해 선택되었고, 모델의 MAD는 3.6년이었다.

특정 메틸화 부위가 일주기 시계에 관련된다는 증거가 있습니다. 즉, 샘플은 메틸화 표시를 통해 하루 중 사망과 관련된 시간을 가질 수 있습니다.사람의 전혈에서 혈장 호모시스테인과 전지구적 DNA 메틸화는 하루 [11]종일 수치가 변화한다.호모시스테인 수치는 저녁에 최고조에 달하고 밤새 가장 낮은 수치를 보이는 반면 DNA 메틸화는 역패턴을 따릅니다.쥐를 대상으로 한 다른 연구에서는 DNMT3B와 다른 메틸화효소의 발현이 일주기 시계에 따라 진동하며 일주기 [11]시계에 의해 조절될 수 있다는 것을 발견했다.또 다른 메틸화 관련인자 MECP2는 광신호에 반응하여 초경련핵에 의해 인산화된다.다양한 원인으로 사망한 피험자 그룹에서는 일주기 클럭을 [8]조절하는 데 중요한 유전자인 PER2, PER3, CRE1, TIM 프로모터에서 부분 메틸화가 있었다.CRY1의 메틸화는 개인의 조직 내 및 두 개인 간에 다양했지만, 개인 간의 차이는 필로폰 노출 때문일 수 있다.

이빨.

치아에서 나온 상아질을 이용한 연령 모델이 현재 [12]연구되고 있다.300개 이상의 유전자가 치아 형성의 일부이고 꽤 많은 유전자가 후생유전자에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.예를 들어 JMJD3는 호메오박스 및 골형성 [13]단백질의 메틸화를 수정하는 히스톤 탈메틸화효소이다.노화 알고리즘을 보다 정확하게 하기 위해 치아 내 메틸화에 대한 유전적, 후생적, 환경적 요인을 구별하기 위해 더 많은 연구가 이루어지고 있다.

이전에는 캘리퍼로 치아 세트 간의 차이를 측정했지만, 2D 및 3D 영상촬영을 사용할 수 있게 되어 측정의 정확도가 향상되었습니다.이러한 [14]치아 이미지를 분석하기 위한 새로운 프로그램들이 개발되고 있다.단 접합 쌍둥이 연구는 쌍둥이 치아 사이의 변화 중 8-29%가 환경으로부터 나온다는 것을 보여준다.선천적으로 치아가 없거나 과잉인 것과 같은 치아의 결함이 있을 때, 쌍둥이들은 결함이 있는 치아의 수나 위치를 공유할 수 있지만, 때로는 이 두 [15]가지 요소를 모두 공유할 수 없다는 것을 보여 주었다.

쌍둥이 식별

일란성 쌍둥이는 유전적 요인에 의한 것이 아닌 후생유전학적 차이에 대한 정보를 제공한다.후생유전학적 표지는 떨어져 시간을 보내거나 매우 다른 병력을 가진 일란성 쌍둥이에게서 가장 많이 다르다.쌍둥이가 나이가 들면서 히스톤 H3와 H4의 메틸화와 아세틸화는 점점 [16]더 다양해진다.이러한 흔적은 쌍둥이 사이의 환경 변화에 특유하며 일반적인 노화에 의한 메틸화의 변화가 아니다.일란성 쌍둥이의 질병 불일치율은 유전성 [17]질환을 포함하여 보통 50% 이상이다.이것은 질병 유병률과는 관련이 없다.

조울증, 정신분열증 또는 전신성 홍반성 루푸스에 불협화음인 쌍둥이는 관련이 없는 [17]경우보다 표현형 메틸화 차이가 더 크다.류마티스 관절염과 피부 근염에 불협화음이 있는 쌍둥이는 차이가 없다.쌍둥이 질병 불일치에 대한 현재의 연구에 대한 한계는 쌍둥이가 [17]발병하기 전에 기본적인 후생유전학적 프로파일이 부족하다는 것이다.이 기준선은 질병과 관련된 메틸화 부위를 좁히기 위해 쌍둥이 사이의 환경 변화를 구별하는 데 사용될 것이다.몇몇 연구들이 장기 연구를 위해 신생아의 후생유전학적 프로파일을 얻고 있다.

레퍼런스

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