GENETYCZNY POLIMORFIZM 10 LOCI STR (AmpFiSTR SGM

ANNALES ACADEMIAE MEDICAE STETINENSIS
ROCZNIKI POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE
2007, 53, SUPPL. 2, 136–138
RYSZARD MICHALCZAK, BOGDAN KAŁUŻEWSKI1, JAROSŁAW BERENT2
GENETYCZNY POLiMORFIZM 10 LOCI STR (AmpFSTR SGM® Plus™ SYSTEM)
W POPULACJI ROMÓW Z OBSZARU POLSKI
GENETIC POLYMORPHISMS OF 10 STR (AmpFSTR SGM® Plus™ SYSTEM)
LOCI IN GYPSY POPULATION FROM POLAND
Wydział Biologii Centralnego Laboratorium Kryminalistycznego Komendy Głównej Policji w Warszawie
Al. Ujazdowskie 7, 00-583 Warszawa
Kierownik: prof. dr hab. Ireneusz Sołtyszewski
1
2
Zakład Genetyki Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi
ul. Sterlinga 1/3, 90-425 Łódź
Kierownik: prof. dr hab. n. med. Bogdan Kałużewski
Katedra i Zakład Medycyny Sądowej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi
ul. Sędziowska 18a, 91-304 Łódź
Kierownik: dr hab. n. med., prof. UM Jarosław Berent
Summary
Streszczenie
Introduction: The aim of the paper was to create a database of the allele distribution at 10 STR loci (D3S1358, vWA,
D16S539, D2S1338, D8S1179, D21S11, D18S51, D19S433,
TH01, FGA).
Material and methods: The DNA were isolated from
samples collected from 222 unrelated individuals of the
Gypsy population from Poland. Amplification was performed
using a commercial multiplex FSTR SGM® Plus™ kit. The
amplified fragments were resolved by electrophoresis in a 5%
denaturing polyacrylamid gel using tne ABI Prism 377 DNA
sequencer. The expected performance of the analyzed loci
for personal identification testing was estimated.
Results: All loci met the Hardy–Weinberg assumption. The combinated values of the matching probability
(MP) and of the power exclusion (PE) are 3.95 × 10 -13 and
0.9999641.
Conclusions: Statistical parameters (PIC, MP, PE)
showed that the examined systems are useful for forensic
medicine.
Wstęp: Celem pracy było utworznie bazy danych DNA
10 loci STR (D3S1358, vWA, D16S539, D2S1338, D8S1179,
D21S11, D18S51, D19S433, TH01, FGA).
Materiał i metody: DNA izolowano z próbek pobranych od 222 niespokrewnionych dawców obu płci populacji Romów zamieszkujących obszar Polski. Amplifikację
prowadzono przy użyciu komercyjnego zestawu FSTR
SGM® Plus™. Produkty PCR rozdzielano na 5% żelu
alkrylamidowym przy użyciu sekwenatora ABI Prism
377. Dla wszystkich loci obliczono częstość alleli oraz
parametry ich przydatności w badaniach medyczno­
‑sądowych.
Wyniki: Rozkład częstości alleli dla wszystkich loci
był zgodny z regułą Hardy–Weinberga. Łączna wartość
prawdopodobieństwa przypadkowej zgodności (MP) wynosi
3,95 × 10 -13, a siły wyklucznia (PE) 0,9999641.
Wnioski: Statystyczne parametry (PIC, MP, PE) wskazują na wysoką przydatność analizowanych loci w medycynie
sądowej i kryminalistyce.
K e y w o r d s: short tandem repeats (STR) – SGM Plus
– allele frequency.
H a s ł a: krótkie powtórzenia tandemowe (STR) – SGM
Plus – częstość alleli.
GENETYCZNY POLiMORFIZM 10 LOCI STR W POPULACJI ROMÓW Z OBSZARU POLSKI 137
Wstęp
Wyniki
W ostatnich 10 latach badanie fragmentów krótkich
powtórzeń tandemowych (STR) stały się głównym narzędziem w sprawach identyfikacji sprawców przestępstw,
identyfikacji zwłok, ustalania pokrewieństwa i identyfikacji NN osób [1]. Jednym z najczęściej używanych
zestawów komercyjnych stosowanych do badania loci
STR na potrzeby wymiaru sprawiedliwości i organów
ścigania jest zestaw AmpFSTR® SGM Plus™. Zestaw
ten umożliwia oznaczenie w jednej reakcji PCR 10 loci
mikrosatelitarnych: D3S1358, vWA, D16S539, D2S1338,
D8S1179, D21S11, D18S51, D19S433, TH01, FGA i locus
amelogeniny. W przypadku badań DNA na potrzeby wymiaru sprawiedliwości i organów ścigania, koniecznym
warunkiem jest szacowanie siły dowodu rzeczowego.
Szacowanie takie prowadzi się w oparciu o populacyjne dane statystyczne, zawsze w stosunku do populacji,
z której pochodzi podejrzany i jest to szczególnie ważne
w przypadku populacji zamkniętych i grup etnicznych.
Jedną z 4 grup etnicznych zamieszkujących obszar Polski
są Romowie (Cyganie) stanowiący drugą, co do wielkości,
mniejszość etniczną liczącą ok. 20 000–30 000 osób. Jako
że brak jest bazy profili DNA Romów zamieszkujących
obszar Polski, co uniemożliwia prowadzenie wyliczeń
statystycznych w odniesieniu do takiej bazy, celem stało
się utworzenie bazy danych profili DNA Romów zamieszkujących obszar Polski w zakresie 10 loci (D3S1358, vWA,
D16S539, D2S1338, D8S1179, D21S11, D18S51, D19S433,
TH01, FGA) niekodujących regionów DNA i locus amelogeniny.
W tabeli 1 przedstawiono obserwowane częstości alleli
10 loci STR obliczone na podstawie badania próbek DNA
pobranych od 222 dawców populacji Romów zamieszkujących
obszar Polski. W tabeli 2 przedstawiono wybrane wartości
parametrów statystycznych charakteryzujące przydatność analizowanych loci w medycynie sądowej i kryminalistyce. Nie
stwierdzono odchyleń od równowagi Hardy–Weinberaga dla
żadnego z analizowanych układów (p > 0,05). We wszystkich
loci wartość PD przekroczyła 0,9 i zawierała się w zakresie
od 0,9113 (D16S539) do 0,9652 (D2S1338). Wartość PIC zawiera
się w przedziale od 0,735376 (D16S539) do 0,861445 (FGA).
Łączna wartość PE dla 10 loci wynosi 0,9999641, a prawdopodobieństwa przypadkowej zgodności (MP) 3,95 × 10-13.
Materiały i metody
Materiał do badań stanowiły próbki DNA oraz oznaczone profile DNA pochodzące od 222 niespokrewnionych
dawców obu płci populacji Romów zamieszkujących obszar
Polski. Izolację DNA prowadzono metodą organiczną. Amplifikację DNA wykonano wykorzystując zestaw FSTR
SGM® Plus™ Applied Biostystems zgodnie z zaleceniami
producenta. Rozdział i detekcję produktów amplifikacji
przeprowadzono w sekwenatorze ABI Prism 377. Wyniki
z elektroforezy poddano obróbce przy użyciu programu
GeneScan Analysis 2.1. Jako standardu wewnętrznego wykorzystano GeneScane-500. Allele definiowano zgodnie
z międzynarodowym nazewnictwem, przy użyciu programu
Genotypem 2.5 [2].
Częstość alleli, heterozygotyczności obserwowanej
(Hobs) i oczekiwanej (Hexp), siłę dyskryminacji (PD), siłę
wykluczenia (PE), współczynnik informacji polimorficznej
(PIC) obliczono na podstawie uzyskanych genotypów z zastosowaniem programu PowerStats [3]. Ocenę równowagi
Hardy–Weninberga obliczono w oparciu o test exact przy
użyciu programu komputerowego GDA.
Dyskusja
Wyliczone na podstawie częstości wystąpienia alleli
w populacji Romów z obszaru Polski wskaźniki przydatności
w badaniach medyczno-sądowych wykazują wysoką skuteczność systemu AmpFSTR® SGM Plus™ w analizie DNA
na potrzeby organów ścigania i wymiaru sprawiedliwości.
Otrzymane wyniki rozkładu częstości alleli w badanej populacji romskiej porównano z populacją polską [4]. W wyniku
porównania stwierdzono niewielkie różnice genetyczne.
Różnice te skłaniają do stwierdzenia, że wskazanym jest
stworzenie bazy danych dla celów sądowej analizy DNA
dla populacji romskiej zamieszkującej obszar Polski dla
celów kryminalistyki i medycyny sądowej.
Wnioski
Opracowane na podstawie badanej próby dane populacyjne mogą być stosowane na potrzeby wymiaru sprawiedliwości
i organów ścigania do identyfikacji osobniczej, przy zastosowaniu odpowiednich wzorów rachunku prawdopodobieństwa. Konieczne jest szacowanie siły dowodu z badań DNA
w oparciu o utworzoną bazę profili DNA, w przypadku gdy
ma się do czynienia z osobami pochodzenia romskiego.
Piśmiennictwo
1. Bär W., Brinkmann B., Budowle B. et al.: DNA recommendation. Further
raport of the DNA Commission of the ISFH regarding the use of short
tandem repeat systems. International Society for Forensic Haemogenetics. Int. J. Legal Med. 1977, 110, 175–110.
2. http://www.policja.pl/portal.php?serwis=pol&dzial=257&id=3834 populacyjna_baza_ danych_w_systemie_SGM_plus.pdf (15.05.2007).
3. Lewis P.O., Zaykin D.: Genetic Data Analysis: Computer program for
the analysis of allelic data. Version 1.0 (d16c), 2001, http://lewis.eeb.
uconn.edu/ lewishome/software.html (24.04.2007).
4. Thomson J.A., Pilotti V., Stevens P., Ayres K.L., Debenham P.G.: Validation of short tandem repeat analysis for the investigation of cases of
disputed paternity. Forensic Sci. Int. 1999, 100, 1–16.
138
RYSZARD MICHALCZAK, BOGDAN KAŁUŻEWSKI, JAROSŁAW BERENT
T a b e l a 1. Częstość alleli 10 loci STR w populacji Romskiej z obszaru Polski (n = 222)
T a b l e 1. Allele frequencies for 10 STR loci of the Gypsy population from Poland (n = 222)
Allele
6
7
8
9
9,3
10
11
12
13
13,2
14
14,2
15
15,2
16
16,2
17
17,2
18
18,2
19
20
21
21,2
22
22,1
22,2
23
23,2
24
24,1
24,2
25
26
27
28
29
30
30,2
31
31,2
32
32,2
33,2
34,2
D3S1358
–
–
–
–
–
–
0,00225
–
0,00225
–
0,11036
–
0,25901
–
0,18018
–
0,22297
–
0,21171
–
0,01126
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
vWA
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,17117
–
0,10135
–
0,18243
–
0,32432
–
0,15991
–
0,04505
0,01577
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
D16S539
–
–
0,01351
0,10811
–
0,11036
0,36261
0,21171
0,17568
–
0,01802
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
D2S1338
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,01802
–
0,15991
–
0,06757
–
0,10135
0,20045
0,00901
–
0,02703
–
–
0,12162
–
0,15991
–
–
0,08108
0,04955
0,00450
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
D8S1179
–
–
0,00450
0,03604
–
0,05631
0,11036
0,15766
0,29505
–
0,16216
–
0,14865
–
0,02477
–
–
–
0,00450
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
D21S11
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,00450
–
–
0,00450
0,14189
0,17342
0,19820
0,04955
0,03604
0,08108
0,00450
0,19595
0,03829
0,07207
D18S51
–
–
–
–
–
0,00676
0,00676
0,06982
0,08333
–
0,20270
–
0,09910
–
0,14414
–
0,23649
–
0,06306
–
0,00676
0,05631
0,02252
0,00225
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
D19S433
–
–
–
–
–
–
–
0,09234
0,35811
0,00450
0,21847
0,03604
0,17568
0,06757
0,02477
0,01126
0,00225
0,00676
–
0,00225
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
THO1
0,16441
0,22523
0,20721
0,17793
0,22297
0,00225
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
FGA
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,01577
–
0,06306
0,16216
0,12162
0,00676
0,20495
0,00450
0,05405
0,11036
0,00901
0,13739
0,02027
–
0,04505
0,04505
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
T a b e l a 2. Parametry statystyczne przydatności w kryminalistyce 10 loci STR w populacji Romów z obszaru Polski (n = 222)
T a b l e 2. Statistical parameters of forensic importance for 10 STR loci of the Gypsy population from Poland (n = 222)
Parametry
Parameters
Hobs
Hexp
PIC
MP
PE
p-value
D3S1358
vWA
D16S539
D2S1338
D8S1179
D21S11
D18S51
D19S433
THO1
FGA
0,82883
0,79539
0,76117
0,08051
0,65359
0,06680
0,84234
0,79590
0,76552
0,07942
0,67983
0,41803
0,74324
0,77019
0,73538
0,08867
0,49828
0,05662
0,86486
0,87082
0,85498
0,03478
0,72436
0,44210
0,80180
0,82425
0,80039
0,05698
0,60239
0,26037
0,84685
0,85699
0,83847
0,04302
0,68866
0,14735
0,81532
0,85470
0,83654
0,04034
0,62777
0,06112
0,79730
0,77972
0,74843
0,07913
0,59403
0,74870
0,76577
0,79973
0,76571
0,07244
0,53712
0,61919
0,86765
0,87606
0,86145
0,03537
0,72993
0,69270
Hobs – heterozygotyczność obserwowana / observed heterozygosity; Hexp – heterozygotyczność oczekiwana / expected heterozygosity; PIC – współczynnik
informacji polimorficznej / polymorphic information content; PD – siła dyskryminacji / power of discrimination; PE – siła wykluczenia / power of exclusion;
p-value – HWE