.
Yangınlar toplulukları ve aileleri harap ediyor ve mağdurların kimliğinin belirlenmesini zorlaştırıyor. Hawaii’nin Lahaina kentini kasıp kavuran son orman yangınının ardından yetkililer, yangında ölenlerin kimliklerinin belirlenmesine yardımcı olması umuduyla kayıp kişilerin aile üyelerinden DNA örnekleri topluyor.
Peki DNA bu tür ekstrem koşullarda ne kadar dayanır ve onu yangın kurbanlarından kurtarmanın en iyi yolu nedir?
Kendimi arkeolojik ve adli bağlamlarda bozulmuş DNA’yı incelemeye adamış bir genetik antropoloğum. Araştırma grubum, yanmış kemiklerden DNA iyileşmesini optimize etmek için eski DNA ve adli analiz yöntemlerini uyguluyor. Kurbanların kimliğini tespit etmek için ciddi şekilde yanmış kalıntılardan DNA elde etmek oldukça zorlu bir iştir.
DNA adli analizi
Tipik bir adli tıp soruşturmasında, bir felaket veya suç mahallinde toplanan bir örnekten (kan, doku parçaları veya kemik) DNA elde edilir. Bu işlem, DNA’yı numunedeki hücrelerin proteinler gibi diğer bileşenlerinden kimyasal olarak ayırır ve saflaştırır.
Bu DNA daha sonra moleküler biyolojinin bir tür “fotokopi makinesi” olan polimeraz zincir reaksiyonu analizi için bir şablon olarak kullanılır. Numunede yalnızca birkaç hücre bulunsa bile, PCR bu DNA moleküllerini çoğaltarak binlerce veya milyonlarca kopya üretebilir. Bu, daha fazla analiz için yeterli miktarda DNA üretir.
Adli tıpta, PCR genellikle mikrosatellitler veya kısa tandem tekrarlar adı verilen, oldukça tekrarlayan bir dizi DNA işaretleyicisini spesifik olarak hedefler. Dünyanın dört bir yanındaki emniyet teşkilatları, şüpheliyi tanımlamak için bu belirteçlerin belirli setlerini kullanıyor. Her kişi, bu belirteçlerin her biri için iki benzersiz alele (genetik varyantlara) sahiptir ve bu aleller, eşleşmeleri tanımlamak için FBI’ın DNA Kombine İndeks Sistemi veritabanına yüklenir.
Kayıp kişilerin akrabalarından alınan DNA, mikrosatellitler (tekrar eden parçalar) açısından analiz edilebiliyor ve bunların alelik profilleri veri tabanının Kayıp Kişilerin Akrabaları dizinine yükleniyor. Kurbanların ve biyolojik akrabalarının bu belirteçler için belli bir alel yüzdesini paylaşmaları bekleniyor. Örneğin, bir çocuk DNA’sının yarısını her bir ebeveynden aldığından, ebeveynler ve çocuklar alellerinin %50’sini paylaşırlar.
Bozulmuş DNA’nın zorluğu
Adli bağlamlarda, ölüm ile DNA örneklemesi arasındaki süre genellikle DNA’nın hem nicelik hem de nitelik açısından oldukça iyi durumda olmasını sağlayacak kadar kısadır. Ancak bir felaketin ardından işler değişir. Zaman ve unsurlar bunun bedelini öder.
Öncelikle, ölümden sonra çürüme süreci, DNA’yı parçalayabilen veya ona zarar verebilen enzimlerin salınmasına neden olur. Çevre de bir rol oynuyor: DNA sıcak, nemli ve asidik ortamlarda daha hızlı ayrışıyor; ve daha serin, daha kuru ortamlarda, özellikle de daha nötr veya hafif bazik bir pH’a sahiplerse, daha yavaştır.
Ayrıca, DNA’nın korunması, kurtarılan farklı dokular, kemikler ve dişler arasında önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Örneğin, 2001 Dünya Ticaret Merkezi saldırılarının kurbanlarının DNA tespiti, ayak ve bacaklardan alınan kemikler kullanıldığında, kafa ve gövdeden alınan kemiklere kıyasla daha başarılıydı.
DNA hasarı birçok şekilde olabilir. DNA’daki çentikler ve kırılmalar analiz etmeyi zorlaştırıyor. DNA’nın kimyasal modifikasyonu orijinal diziyi değiştirebilir veya okunamaz hale getirebilir. Buna DNA’nın yapı taşlarındaki (nükleotidler) değişiklikler de dahildir. Örneğin suya maruz kalma, nükleotid sitozini değiştiren ve analiz edildiğinde nükleotid timin gibi görünen deaminasyon adı verilen kimyasal bir reaksiyona neden olabilir. Diğer kimyasallara veya ultraviyole ışığa maruz kalmak, esas olarak DNA’yı “bağlayan” ve diziyi okumayı imkansız hale getiren “düğümler” oluşturan çapraz bağlanmaya neden olabilir.
AP Fotoğrafı/Jae C. Hong
Arkeolojik yöntemlerin uygulanması
Araştırmacılar, binlerce yıllık antik kalıntıların DNA’sını analiz ederken, bozulmuş genetik materyali ele alırken benzer sorunlarla karşılaşıyor. Adli genetikçiler ve benim gibi eski DNA araştırmacıları, DNA iyileşmesini optimize etmek için bir dizi hile kullanıyor.
Çevreye daha dayanıklı oldukları için öncelikle yoğun kemik veya dişlerden numune alma eğilimindeyiz. Ayrıca kısa DNA parçalarının kurtarılmasını geliştiren DNA ekstraksiyon yöntemlerini de kullanıyoruz.
İkinci olarak, daha kısa genetik belirteçleri veya mitokondriyal genomun bölümlerini çoğaltmak için PCR kullanıyoruz. Mitokondri, her hücrenin içinde enerji üreten yapılardır ve her birinin kendine ait DNA’sı vardır. Mitokondriyal DNA anneden çocuğa aktarılır ve her mitokondride yüzlerce kopya halinde bulunabilir, bu da onu geri almayı ve analiz etmeyi kolaylaştırır. Ancak mitokondriyal DNA, anneden çok uzaktaki akrabalar bile aynı diziyi paylaştığından kimlik tespiti için yeterli bilgi sağlayamayabilir.
Araştırmacılar aynı zamanda adli amaçlı olarak antik DNA alanında yaygın olarak kullanılan yeni analiz yöntemlerini de test ediyorlar. Örneğin, DNA dizisinin yanlış okunmasını önlemek için kimyasal olarak değiştirilmiş nükleotidleri çıkarabilen özel enzimler vardır. Ayrıca belirli dizileri “balıklamak” için DNA yemlerini de kullanabilirler. Yöntem, hedeflenen zenginleştirme olarak biliniyor ve tüm genetik diziyi yeniden oluşturmak için kullanılabilecek çok küçük parçaların geri kazanılmasına olanak tanıyor.
Yanmış kalıntıların DNA analizi
Yangın mağdurları söz konusu olduğunda, özellikle yoğun ve uzun süreli yangınlarda mahsur kalanlarda DNA analizi karmaşıktır. Yüksek sıcaklıklar, nükleotidler de dahil olmak üzere moleküller arasındaki bağların kopmasına neden olur. Bu, DNA’nın parçalanmasına ve sonuçta yok olmasına neden olur.
Sert dokular (kemikler ve dişler) genellikle yangında hayatta kalan tek şey olduğundan, adli tıp araştırmacıları kemiklerin renginin ve bileşiminin sıcaklıkla nasıl değiştiğini araştırmıştır. Araştırma ekibim, insan kemik örneklerinin maruz kaldığı yanma düzeyini sınıflandırmak için bu çifte bilgiyi kullandı.
Böylece, kemikler 350°C ile 550°C arasındaki sıcaklıklara ulaştığında DNA bozulmasının önemli bir noktaya ulaştığını tespit ettik. Bunun ne anlama geldiğine dair bir fikir edinmek için, ticari kremasyon 30 ila 120 dakika boyunca 760°C ila 871°C’ye ulaşır.
AP Fotoğrafı/Jae C. Hong
Ekibimiz ayrıca kısa tandem tekrarlardan veya mitokondriyal DNA dizisi verilerinden yüksek kaliteli veri üretme olasılığının 550°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda önemli ölçüde azaldığını buldu.
Kısacası sıcaklık ve maruz kalma süresi arttıkça mevcut DNA miktarı azalır. Bu, mağdur ile akrabası arasında istatistiksel kesinlik sağlayacak eşleşmeler oluşturmak için yetersiz olan kısmi DNA profilleriyle sonuçlanır. Hatta tamamen sonuç almanızı bile engelleyebilir.
Neyse ki kimlik tespiti için kullanılan tek yöntem DNA testi değildir. Araştırmacılar kurbanın kimliğini kesin olarak belirlemek için DNA’yı diş, iskelet ve bağlamsal bilgiler gibi diğer kanıtlarla birleştiriyor. Umarız Lahaina vakasında bu bilgiler, merhumun aileleri ve arkadaşları için acı dolu durumun sona ermesine yardımcı olur.
.
