Nassiri M, Ghovvati S, Mirhoseini S Z, Javadmanesh A, Mahdavi M, Alipour A et al . Investigation of allelic frequency and forensic genetics parameter for 10 STR loci in Arab and Kurd ethnics of Iran. Journals of Birjand University of Medical Sciences 2018; 25 (1) :31-41
URL:
http://journal.bums.ac.ir/article-1-2322-fa.html
نصیری محمدرضا، قوتی شاهرخ، میرحسینی ضیاءالدین، جوادمنش علی، مهدوی مرتضی، علیپور آرش و همکاران.. بررسی فراوانی آللی و پارامترهای ژنتیک قانونی 10 جایگاه STR در اقوام کرد و عرب ایرانی
. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند. 1397; 25 (1) :31-41
URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-2322-fa.html
1- گروه پژوهشی پروتئینهای نوترکیب، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران ، nassiryr@um.ac.ir
2- زیربخش ژنتیک، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3- گروه علوم دامی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
4- گروه پژوهشی پروتئینهای نوترکیب، پژوهشکده فناوری زیستی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
5- اداره کل پزشکی قانونی استان خراسان رضوی، مشهد، ایران
متن کامل [PDF 658 kb]
(2110 دریافت)
|
چکیده (HTML) (10022 مشاهده)
متن کامل: (1858 مشاهده)
Abstract Original Article
Investigation of allelic frequency and forensic genetics parameter for 10 STR loci in Arab and Kurd ethnics of Iran
Mohammadreza Nassiri[1],[2], Shahrokh Ghovvati1,[3], Seyed Ziaedin Mirhoseini
[4], Ali Javadmanesh
1,2, Morteza Mahdavi
2, Arash Alipour
[5], MasoumeVakili-Azghandi
2
Background and Aim: Short tandem repeat (STR) markers, are conserved region in human genome and highly polymorphic between individuals. Nowadays, genotyping of STR marker is widely known and used for the genetic identification of individuals in forensic DNA analyses. Based on allelic frequencies of STR loci varies between populations, investigation of genetically and forensically parameters in each population and characterization of these markers is necessary. The objective of this study was to optimizing laboratory method for application of 10autosomal STR loci (TPOX، vWA، D7S820، D8S1179، D13S317، D16S539، D18S51، D5S818، THO1، D21S311) in Kurd and Arab ethnics of Iran and investigation of population and forensic genetics parameter of these markers in these populations.
Materials and Methods: In this semi-experimental study, blood samples from 93 Arab and 94 Kurd individuals were collected. After DNA extraction, PCR amplification was carried out for 10 autosomal STR loci, individually. Then, acrylamide gel electrophoresis was used to determine the genotype of each individual in each site.
Results: Deviation from Hardy Weinberg equilibrium even after Bonfferroni correction was seen in the locus of D13S317in both Populations. After D13S317 loci, the highest observed heterozygosity was seen in D21S311loci for Kurd population (94%) and in THO1, vWA and D5S818 locifor Arab population (84%). The lowest observed heterozygosity (0.71 and 0.72) was seen in TPOX loci for both populations form Arab and Kurd ethnics, respectively. Investigation of forensic genetic parameters (PI, PE, PD, and PIC) showed that in except of the D13S317 loci other remaining evaluated locus had proper properties for using in genetics fingertips in both of Kourd and Arab ethnics.
Conclusion: The results of current study indicate that the necessity investigation of forensic genetics for rapid characterization of the different ethnicities which located in different geographic parts of Iran in order to choose the appropriate data set to calculate of forensic genetics parameters not only within each ethnic but also between them.
Key Words: DNA Fingerprinting, Allelic frequencies, Identity determination, STR Marker, Arab and Kurd ethnics, Forensic genetics
Journal of Birjand University of Medical Sciences. 2018; 25(1): 31-41.
Received: August 21, 2017 Accepted: April 1, 2018
مقاله اصیل پژوهشی
بررسی فراوانی آللی و پارامترهای ژنتیک قانونی 10 جایگاه STR
در اقوام کرد و عرب ایرانی
محمدرضا نصیری[6]،[7]، شاهرخ قوتی1،[8]، سیدضیاءالدین میرحسینی[9]، علی جوادمنش1،[10]،
مرتضی مهدوی2، آرش علیپور5، معصومه وکیلی ازغندی2
چکیده
زمینه و هدف: توالیهای کوتاه تکراری(Short tandem repeat; STR)، بخشهای حفاظتشده در ژنوم انسان هستند که در بین افراد مختلف، پلیمورفیسم بالایی را نشان میدهند. امروزه نشانگرهای مبتنی بر این جایگاهها بهعنوان ابزار اصلی تعیین هویّت در دنیا مطرح میباشند. با توجه به متفاوتبودن فراوانی آللی این جایگاهها در جمعیتهای مختلف، بهمنظور استفاده از آنها باید نسبت به بررسی پارامترهای ژنتیکی آنها در هر جمعیت اقدام نمود. هدف از این مطالعه، بهینهسازی روش آزمایشگاهی برای استفاده از 10جایگاه STR اتوزومی (TPOX، vWA، D7S820، D8S1179، D13S317، D16S539، D18S51، D5S818، THO1، D21S311) و همچنین بررسی پارامترهای ژنتیکی این جایگاهها و کارآیی آنها در زمینه تشخیص هویّت در اقوام کرد و عرب ایران بود.
روش تحقیق: در این مطالعه نیمهتجربی، نمونههای تصادفی خون از 93 فرد عرب و 94 فرد کرد تهیه و پس از استخراج DNA، ده جایگاه اتوزومی با استفاده از واکنش PCR تکثیر شدند. سپس بهمنظور تعیین ژنوتیپ هر فرد در هر جایگاه از الکتروفورز ژل آکریل آمید استفاده شد.
یافتهها: جایگاه D13S317 در هر دو جمعیت حتی پس از اعمال تصحیح Bonferroni از تعادل هاردی-واینبرگ انحراف داشت. پس از این جایگاه، بیشترین هتروزیگوسیته مشاهدهشده در جمعیت کرد 94درصد مربوط به جایگاه D21S311 و 84درصد در جمعیت عرب برای جایگاههای THO1، vWA و D5S818 بود. کمترین هتروزیگوسیته مشاهدهشده بهترتیب 71درصد و 72درصد مربوط به جایگاه TPOX در جمعیتهای کرد و عرب بود. بررسی شاخصهای ژنتیک پزشکی قانونی (PI, PE, PD & PIC) نشان دادند که بهجز جایگاه D13S317 باقی 9 جایگاه ژنی ارزیابیشده، دارای مشخصات خوبی برای استفاده در انگشتنگاری ژنتیکی در جمعیتهای کرد و عرب بودند.
نتیجهگیری: نتایج این پژوهش ضرورت بررسی خصوصیات ژنتیکی قانونی قومهای مختلف ساکن نقاط مختلف جغرافیایی ایران بهمنظور انتخاب مجموعه داده مناسب برای محاسبه پارامترهای ژنتیک قانونی، نهتنها در داخل هر قوم بلکه بین آنها را نشان میدهد.
واژههای کلیدی: انگشتنگاری ژنتیکی، بررسی فراوانی آللی، تشخیص هویّت، نشانگر STR، قوم کرد و عرب، ژنتیک پزشکی قانونی
مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند. 1397؛ 25(1): 31-41.
دریافت: 30/5/1396 پذیرش: 12/1/1397
مقدمه
هویّت بیولوژیکی هر فرد، مجموعه ویژگیها و مشخصاتی است که او را از افراد دیگر متمایز میکند. با گسترش جوامع بشری و پیچیدگی روابط اجتماعی، تعیین هویّت افراد نیز از اهمیت ویژهای برخوردار شده است. یکی از جنبههای مهم پزشکی قانونی و جرمشناسی، شناسایی هویّتهای مجهول و تشخیص خویشاوندی و ابویّت است. روشهای مختلفی مانند: انگشتنگاری و .... برای شناسایی هویّت بهکار میروند؛ اما آنچه بیش از همه اطمینانبخش و قابل استناد است، روشهای مولکولی و بهویژه انگشتنگاری DNA است. حدود 7/99درصد ژنوم انسانها مشابه است و تفاوت بین 2نفر تنها در 3درصد از کل DNA بدن انسان یافت میشود (1). توالیهای کوتاه تکرارشونده یا به اختصار [11]STR، بهعنوان ستون اصلی تعیین هویّت در دنیا مطرح شده و به شکل روز افزونی در محاکم قضایی دنیا مورد استناد قرار میگیرد (2). STRها توالیهایی حفاظتشده و پلیمورف به طول 2 تا 6 جفت باز هستند که میتوانند تا 400 جفت باز طول داشته باشند. این توالیها در نواحی غیر کدکننده DNA یافت میشوند. STRها در همه 22 جفت کروموزوم اتوزوم و همچنین کروموزومهای جنسی وجود دارند؛ هر چند پلیمورفیسم در کروموزومهای اتوزومال نسبت به کروموزومهای جنسی بهدلیل بروز نوترکیبی در کروموزومهای اتوزومال و عدم نوترکیبی در کروموزومهای جنسی بیشتر دیده میشود (3).
در سال 1990 برای اولینبار از نشانگرهای STR در پزشکی قانونی استفاده شد و امروزه STRها رایجترین نشانگرهای مولکولی مورد استفاده در پزشکی قانونی هستند و اساس روشهای مولکولی پزشکی قانونی، بر تجزیه و تحلیل آنها استوار است (4- 6). STRها حدود 3درصد ژنوم انسان را نشان میدهند و به فراوانی یک لوکوس در هر 10 کیلوباز در طول ژنوم انسان یافت میشوند (1، 7). بیش از 20هزار جایگاه چهار نوکلئوتیدی STR در ژنوم انسان مشخص شده است (8) و 13 عدد از این جایگاهها که به اصطلاح CODIS (Combined DNA Index System) نامیده میشوند، توسط FBI انتخاب و بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند (3). STRها اغلب برای مطالعه تنوّع جمعیتهای مختلف و تعیین شباهت بین جمعیتهای دارای ارتباط نزدیک بهکار برده میشوند (9، 10). هرچند استفاده از توالیهای دو نوکلئوتیدی STRها در مطالعه گونهها نیز رایج میباشد (11)؛ ولی در انسان بهطور منحصر از توالیهای چهار و حتی پنج نوکلئوتیدی استفاده میگردد (2)؛ زیرا تکثیر STRهای دونوکلئوتیدی همراه با مشکلاتی مانند: پدیده لغزش[12] و ایجاد باندهای ناقص[13] میباشد که در تکثیر STRهایی با طول بیشتر، این مشکلات کمتر رخ میدهد (12). همچنین بهخاطر اندازه کوچک STRها، امکان استخراج آنها از مقادیر ناچیز DNA و نمونههای تخریبشده وجود دارد (13) که از لحاظ پزشکی قانونی، این امر دارای اهمیّت بالایی است. لازمه استفاده از این نشانگرها در یک جمعیت، آگاهی از فراوانی آللی و سطح تنوع آنها در آن جمعیت میباشد. بدینمنظور امروزه پایگاه دادههای STR در بسیاری از کشورها از جمله CODIS در آمریکا و NDNAD در بریتانیا، ایجاد شده است (14).
نکتهای که در مورد استفادهنمودن از جایگاههای STR باید بدان توجه داشت، متفاوتبودن فراوانی آللی این جایگاهها در جمعیتهای مختلف میباشد (10). در نتیجه استفاده از جایگاهها و کیتهای STR که بهطور عمده برای جمعیتهای اروپایی و یا امریکایی بهینهسازی و تولید شدهاند، لزوماً نتایج مناسبی را برای جمعیتهای دیگر کشورها فراهم نمیآورند. از این دیدگاه باید نسبت به مطالعه فراوانی آللی و ویژگیهای هر جایگاه در جمعیتهای بومی کشور بهمنظور اطمینان از نتایج آماری، اقدام به عمل آورد. هدف از این مطالعه، راهاندازی و بهینهسازی روش آزمایشگاهی برای استفاده از 10 جایگاه STR و همچنین بررسی فراوانی آللی، پارامترهای ژنتیکی این جایگاهها و میزان کارآیی آنها در زمینه انگشتنگاری ژنتیکی و تشخیص هویّت در جمعیت اقوام کرد و عرب ایران بود.
روش تحقیق
در این مطالعه نیمهتجربی، نمونهگیری از نواحی غرب و جنوب غربی ایران بهترتیب از استانهای کرمانشاه و کردستان از ساکنان کرد این دو استان و همچنین از استان خوزستان و ساکنان عرب مستقر در آن با رعایت اصل عدم خویشاوندی افراد با یکدیگر (عدم رابطه نسبی) صورت پذیرفت. بدینمنظور برای تعیین تعداد نمونه (n) مناسب برای انجام آزمونها، از فرمول که در آن θ برابر با تعداد آلل (k) در اندازه ی مؤثّر جمعیت (ne) در نرخ جهش (mutation rate) است، استفاده شد؛ سپس تعداد 93 و 94 نمونه خون تصادفی بهترتیب از دو جمعیت عرب و کرد جمعآوری شد. نمونهگیری از عروق محیطی و در لولههای حاوی مادّه ضدّ انعقاد EDTA صورت پذیرفت. تمامی نمونهها تا زمان استخراج DNA در دمای 20- سانتیگراد نگهداری شدند.
استخراج DNA بهروش گوانیدین تیوسیانات-سیلیکاژل و بهکمک کیت Diatom (Iso-Gene روسیه) مطابق دستورالعمل شرکت سازنده با کمی تغییرات انجام شد. کمیت و کیفیّت DNA استخراجشده بهروش طیفسنجی، با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر نانودراپ مدل ND-2000 شرکت Thermo آمریکا تعیین شد.
