Technika kryminalistyczna wkracza na nowe poziomy. Zdradziły cię twoje mikroby!
Każdy z nas ma swój indywidualny, jedyny w swoim rodzaju mikrobiom. Tak ogólnie nazywa się zbiór mikroorganizmów żyjących w ciele człowieka, jego przewodzie pokarmowym czy drogach oddechowych. Szacuje się, że liczba komórek mikroorganizmów (prokariotycznych i eukariotycznych) zasiedlających ludzki przewód pokarmowy jest mniej więcej dziesięciokrotnie większa niż liczba jego własnych, budujących organizm, komórek. Daje to 1014 mikroorganizmów o liczbie genów co najmniej stukrotnie większej niż liczba genów człowieka.
Do niedawna niewiele można było powiedzieć o tym, co się dzieje ze "składnikami" mikrobiomu opuszczającymi nasz organizm, m.in. drogą powietrzną. Teraz badacze już wiedzą, że nośnikiem niepowtarzalnego systemu homo sapiens, a zarazem niejako interfejsem jego transferu do otoczenia, jest powierzchnia skóry. Indywidualny ślad człowieka pozostaje na czymkolwiek, czego nią dotknie. Na bardzo długo, nawet mimo wycierania odcisków palców.
Kryminalne tango z mikrobiomem
W marcowym numerze "NewScientist" opisano eksperyment, który przeprowadzano w 2011 r. na Uniwersytecie w Boulder, w stanie Kolorado. W jego trakcie uczeni zidentyfikowali po subtelnych makrobiotycznych śladach pojedyncze osoby z grupy 270 ludzi, którzy dotykali klawiatury i myszy komputerowej. Cztery lata później naukowcy z Uniwersytetu Oregonu za pomocą podobnych technik z ponad 80-procentową dokładnością przypisywali telefony komórkowe ich prawdziwym właścicielom.
Eksperymenty te łączy osoba prof. Jamesa Meadowa (3), który podjął się ostatnio "łapania" chmury bakteryjnej w celu identyfikacji jej "właścicieli". Uczestników eksperymentów sadzano na krzesłach w wysterylizowanym pomieszczeniu. Ubrani byli identycznie, a filtry i specjalnie zaprojektowane pułapki miały łapać ich powietrzne sygnatury. Wyniki badań zaskoczyły samych badaczy. Okazało się, że pozyskane w ten sposób i skatalogowane próbki ulotnego mikrobiomu nieomal bezbłędnie identyfikują jednostki ludzkie.
Oczywiście pozyskiwanie odpowiednich ilościowo próbek jest w tym przypadku trudniejsze, niż gdyby je zbierano ze skóry czy z jelit, ale zdaniem uczonych to tylko kwestia techniczna, a więc do przezwyciężenia. Kryminolodzy uważają, że w związku z badaniami obłoków bakteryjnych ich dziedzinę czeka rewolucja na miarę tej, którą wcześniej przyniosły badania DNA. Widzą też kolejne pola zastosowań. Jak się okazuje, gdy następuje zgon, bakteryjne środowisko człowieka również się zmienia, stając się tym razem nekrobiomem, którego analiza pozwala określić dokładnie czas śmierci. Co więcej, nekrobiom przekształca nawet florę bakteryjną gleby, ułatwiając wykrycie zwłok i określenie, czy i gdzie je przemieszczano.
Oczywiście makrobiotyczne techniki kryminalistyczne nie będą dawać stuprocentowej pewności. Już teraz sceptycy widzą sposoby oszukania ich wyników - np. kąpiele w bakteriobójczych roztworach, noszenie cudzych ubrań itp. Pamiętajmy jednak, że swoje wady i niedoskonałości mają również metody DNA. Mikrobiom może być na razie dodatkową techniką wzmacniającą i wspierającą nowoczesną kryminologię.
Portret z genów
Dopóki jednak kryminolodzy nie zanurzą się na dobre w bakteryjnych obłokach, największą innowacją w dziedzinie ścigania przestępców pozostaną z pewnością wciąż badania DNA, które zresztą są stale rozwijane i doskonalone. Obecnie próbki DNA wykorzystywane są nawet przez detektywów. Świetnie sprawdzają się, gdy ślady pozostawione na miejscu przestępstwa zgadzają się z tymi z bazy danych, lub gdy policja ma już podejrzanego, którego może przebadać. Pojawiła się jednak nowa technika pozwalająca naukowcom wykorzystać ludzkie geny do "przewidywania" wyglądu twarzy. Niewykluczone, że wkrótce będziemy mogli zacząć żegnać się ze żmudnym komponowaniem portretów pamięciowych.
na podstawie badań DNA
Zespół badaczy ze stanowego Uniwersytetu Pensylwanii w Stanach Zjednoczonych i Katolickiego Uniwersytetu w Leuven, w Belgii, przebadał kilkanaście miesięcy temu 592 ochotników o mieszanym, europejskim i zachodnio-afrykańskim pochodzeniu. Naukowcy wykonali skany twarzy w wysokiej rozdzielczości i nałożyli je na siatki 3D złożone z 7150 punktów. Siatki te zostały następnie porównane ze sobą, w celu określenia 44 "podstawowych komponentów" składających się na 98% różnic pomiędzy ludzkimi twarzami (4).
Uczeni zidentyfikowali w 20 genach 24 markery, które mają wpływ na te cechy. Badano również wpływ płci i rasy na kształt twarzy - jak się okazuje, czynniki te, połączone, odpowiedzialne są za jedną trzecią zmienności twarzy. Wargi, nos i zaokrąglenie twarzy są najczęściej wynikiem pochodzenia, natomiast płeć ma wpływ na policzki i bruzdę czołową. Napisany na podstawie tych danych program komputerowy jest w stanie wytworzyć z zaskakującą dokładnością model 3D twarzy próbki DNA.
Informacje o DNA oraz wyniki pomiarów twarzy, razem z danymi o płci i genetycznym pochodzeniu ochotników wprowadzono do komputera. Pozwoliło to skorelować opisywaną w kategoriach wymiarów twarz z wielkim zasobem pakietów informacji z DNA, co w efekcie umożliwiło wirtualną rekonstrukcję lub przewidzenie kształtu twarzy. Ostateczny efekt był bardzo podobny do twarzy prawdziwej.
Badania, których wyniki opisało czasopismo "PLOS Genetics" na początku 2015 r., są jeszcze na wczesnym etapie, ale już widać ich niezwykłą użyteczność w przyszłej pracy np. policji. Eksperci są zdania, że pozwoliłyby zawęzić krąg poszukiwanych osób przez zestawienie danych DNA z twarzami tysięcy ludzi mijających pobliską kamerę monitoringu. DNA może więc w przyszłości służyć nie tylko do identyfikacji ludzi, ale również odnajdywania ich w tłumie.
