Yakın akrabalarda NGS teknolojisi ile STR lokuslarının ayrım gücünün belirlenmesi

Abstract

PCR, kantitatif DNA analizi, (STR) profilleme ve mitokondriyal DNA (mtDNA) dizilimi gibi birçok yöntem adli DNA analizinin temelini oluşturur. Geleneksel yani `Kapiler Elektroforez` (CE) yöntemine dayalı STR analizi ile elde edilen sonuçlar yakın akrabaların kimliklendirilmesinde yetersiz kalabilmektedir. Bunun sebebi kapiler elektroforezle STR alellerinin yalnızca uzunluk ve tekrar sayısı bilgisine ulaşılabilmesidir. `Yeni Nesil Sekanslama` (NGS) teknolojisiyle birlikte bu STR alellerinin nükleotid dizileri de elde edilir. Böylece yakın akrabaların müdahil olduğu davalar yüksek ayırım gücüne sahip NGS teknolojisiyle çözümlenebilecektir. Bu çalışmada hem CE hem de NGS metotları kullanılarak yakın akrabalarda STR analizi yapılmıştır. Yapılan çalışmada hem NGS hem de PCR-CE analiz sonuçları verilen örnek aile sonucu incelendiğinde, sekiz lokusta (D12S391, D1S1656, D21S11, D2S1338, D2S441, D3S1358, D8S1179 ve vWA) CE metoduna kıyasla, NGS metodu ile toplam 31 farklı alel gözlenmiştir. Diğer lokuslarda ise her iki metod ile de aynı sayıda alel gözlenmiştir. Bunun yanı sıra çalışmamızda CE sonuçlarında D8S1179, D12S391 lokuslarında homozigot olarak görülen genotipler NGS ile incelendiğinde bu homozigot bireylerin sekans motiflerinin farklı olduğu gözlenmiştir. Alellerin uzunlukları eşit olduğu halde sekans motiflerindeki farklılık sayesinde hangi alelin ebeveynden veya akrabadan tespit edilebilmektedir. Sonuç olarak çok az olan örnek grubunda bile NGS ile alel sayısında artış olduğu anlaşılmıştır. Alel uzunluklarının eşit olduğu bu gibi durumlarda NGS teknolojisinin kullanımının nesep tayini için ne kadar önemli olduğu açıkça görülmektedir. Bu çalışmada da olduğu gibi NGS teknolojisi kullanılarak yapılan analizlerde bir lokusa ait birden fazla motif tespit edilebilir ve uzunluğa dayalı analize kıyasla daha fazla alel elde edilebilerek ayrım ve dışlama gücü arttırılabilir. Böylece yakın akrabaların dahil olduğu birçok davanın çözüme kavuşturulması, ayrım gücü yüksek NGS teknolojisi kullanılarak STR alellerinin sekanslaması ile mümkün olabilir.

Forensic DNA analysis is based on the methods such as: PCR, quantitative DNA analysis, STR profiling, and mitochondrial DNA sequencing. The traditional method called `Capillary Electrophoresis` based STR analysis might be insufficient for identification of related individuals. The reason why CE might be insufficient is that it gives results only according to length and repeat numbers of the STR alleles. However, with the `Next Generation Sequencing` (NGS) technology, it is possible to obtain also the nucleotide sequences of analyzed STR alleles. Hence, the use of NGS technology which has a great discriminating power is able to solve the cases involving related individuals. In the study, when both NGS and PCR-CE analysis results were examined, a total of 20 different alleles were observed with the NGS method compared to the CE method at nine loci (D12S391, D1S1656, D21S11, D2S1338, D2S441, D3S1358, D8S1179 and vWA) (Table 18). In other loci, the same number of alleles were observed with both methods. As a result, it was understood that there was an increase in the number of alleles with NGS even in the very few sample group. In addition, when the genotypes seen as homozygous in the D8S1179, D12S391 loci in the CE results in our study were examined with NGS, it was observed that the sequence motifs of these homozygous individuals were different. Although alleles are equal in length, thanks to the difference in sequence motifs, which allele can be detected from the parent or relative. In such cases where allele lengths are equal, the use of NGS technology is important for the determination of the relationship. As in this study, multiple motifs of a locus can be detected by using NGS technology and more alleles can be obtained compared to length-based analysis. Thus, the resolution of many cases involving close relatives can be possible by sequencing STR alleles using high discrimination NGS technology.