分类
雪城大学新闻

法医和国家安全科学研究所开发DNA工具

hand using tool with dusting black powder DNA无处不在,不仅存在于血液或唾液等体液中,还存在于手指触摸留下的痕迹中。例如,如果有不止一个人坐在同一张桌子上,那么每个人的DNA都会留下痕迹,并混合在一起。

对法医分析师和研究助理教授迈克尔·马西亚诺(Michael Marciano G’18)和乔纳森·阿德尔曼(Jonathan Adelman G’16)来说,解读混合DNA样本的难度每天都对刑事调查产生严重影响。

艺术与科学学院法医与国家安全科学研究所(FNSSI)的研究助理教授Marciano说:“当从犯罪现场、受害者或嫌疑人身上提取DNA时,它可能是来自不同人的遗传信息的混合物。”“为了成功地解释DNA混合物,我们必须首先确定样本中存在的贡献分子的数量,这一过程通常既耗时又复杂。这是法医学领域的一个关键需求领域。”

PACE是由Marciano和Adelman发明的一种正在申请专利的方法,它解决了法医DNA分析领域的这一挑战。PACE是贡献者评估的概率评估的缩写,由于人工智能的一个分支——机器学习,它可以在几秒钟内估计贡献者的数量。PACE还可以通过去除非生物信号(伪信号),例如来自污染物的非生物信号(伪信号),帮助简化分析过程,这些非生物信号可能会增加解释剖面的难度。

在样本中,当DNA的数量有限,或DNA降解,或两者兼而有之时,这种精确的定位意味着帮助调查与定罪或无罪之间的区别。

在谈到去除非生物信号时,Marciano说,“使用标准计算机程序的分析师必须识别、分类和删除不相关的数据,”他还说,美国国家司法研究所(NIJ)帮助启动了PACE的开发。“随着(DNA)图谱复杂性的增加,个体因素和人为因素变得更难分离。PACE消除了这种数据解释步骤。”

NIJ在其出版物中刊登了一篇关于PACE的文章,将其与FNSSI的关系描述为一个成功的故事。这篇文章指出:“PACE正在引领我们走向一个充满无数新工具和解释方法的未来,这些工具和方法可以更好地利用复杂、有挑战性的样本。”

PACE项目对参与的学生来说也是一个成功的故事。“我们的研究生和本科生是研发过程中不可或缺的一部分。除了获得应用科学的经验,他们还在建立一个专业的网络。

与马西亚诺和阿德尔曼一起工作的学生奥利维亚·德安杰洛(Olivia D’angelo G’20)说:“这个项目教会了我,要想在法医学上取得进步,知识、批判性思维和勤奋都是必需的。”“这些研究方法和基本原则现在正在帮助我,也一定会为我未来的职业生涯做准备。Marciano和Adelman表示同意,他们说:“能够积极地让学生参与到法医学问题集的现实世界解决方案的开发中来,这是令人兴奋的。”

PACE的总体准确率为98%,比目前用于估计样本中参与者数量的方法可靠20%。马西娅诺和阿德尔曼已经与锡拉丘兹的技术转让办公室合作,将知识产权授权给商业供应商。

商业化过程的合作伙伴是俄亥俄州阿克伦的investor NicheVision Forensics。NicheVision的首席财务官维克•梅莱斯(Vic Meles)指出:“只要按下一个按钮,PACE就能迅速而准确地确定参与调查的人员数量。”他说他很乐观,因为各地的犯罪实验室会发现PACE很有用。

Marciano和Adelman的合作者(如纽约市首席法医办公室、Promega公司、奥农达加县法医科学中心和其他许多机构)的参与帮助开发了这种方法并改进了PACE的用户界面。

作为一名受过训练的法医分子生物学家,马西亚诺曾在奥农达加县的小瓦利·霍华德法医科学中心和SRC公司工作。他最近被任命为科学区域委员会法医科学组织的一员,该组织是由国家标准与技术研究所(NIST)管理的法医科学管理与标准化委员会。

阿德尔曼还曾在SRC公司工作,拥有计算机科学和机器学习的背景。在雪城大学,他被任命为丹尼尔·帕特里克·莫伊尼汉研究员,专注于计算取证学的教学和研究。

故事由Rob Enslin和文理学院的新闻工作人员编写

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.syr.edu/blog/2019/11/14/forensics-and-national-security-sciences-institute-develops-dna-tool/