Forenzní genetika

Sylabus

1. Úvod do forenzní genetiky, historie forenzní genetiky, forenzní sérologie Obor "forenzní genetika", charakteristika oboru a okruhy užití forenzně genetických analýz, historický přehled vývoje oboru, forenzní biologie jako související obor, základy forenzní sérologie, srovnání uplatnění forenzní sérologie a forenzní genetiky.

2. Genetika jako součást systému forenzních a kriminalistických věd a českého právního systému Kriminalistika a forenzní vědy, základní přehled forenzních věd s důrazem na technické a přírodovědné disciplíny, soudní znalec (charakteristika, postavení z hlediska trestního práva procesního, zákon o znalcích a tlumočnících a z něj vyplývající práva a povinnosti), genetické zkoumání jako důkaz (zásada volného hodnocení důkazů, zásada písemnosti, bayesiánský přístup k hodnocení důkazů), znalecký posudek (smysl, forma, závěry, trestný čin "nepravdivý znalecký posudek"), právní aspekty odběru a uchovávání vzorků (vynucený odběr vs. presumpce neviny).

3. Sběr biologických stop a problematika extrakce DNA z forenzních vzorků Zdroje DNA ve forenzní a biomolekulární praxi, kvantita DNA v jednotlivých tkáních, principy vyhledávání a zajišťování biologických stop, skladování a transport biologických stop, izolační a purifikační postupy

4. Charakterizace DNA - kvantifikace DNA, určení kvality a druhové specifity Kvantifikace versus kvalita DNA (délka fragmentů, sekvence, molekulární hmotnost, praktické převodní vztahy), problematika množství celkové DNA a specificky lidské DNA (zastoupení ve stopách, ve srovnávacích vzorcích), fyzikální principy a metody kvantifikace celkové DNA ((radiografie, kolorimetrie), spektrofotometrie, fluorimetrie, luminometrie, qPCR).

5. Individualita jako komplexní pojem, principy identifikace osob Princip identifikace, individuum a individualita, geneta, rameta, "psycheta", nestandardní konstelace geneta-rameta - identická a fraternální dvojčata, siamská dvojčata, fetus in fetu, vrozený tetragametický chimérismus, maternální engraftment, fetální mikrochimérismus, feto-fetální transfúzní syndrom, získaný chimérismus, transplantace, transfúze.

6. Repetitivní sekvence lidského genomu, STR markery a metody jejich analýzy, genetický profil Cílové lokusy (pojem STR, sekvenční motiv, jednoduchý vs. komplexní motiv, délka repetice, autozomální a gonozomální STR a význam použití, populační data), PCR (klasická vs. multiplexová PCR, nutné podmínky, amplifikace stopových množství DNA, optimalizace, fluorescenční značení primerů, kontaminace - viz

11), kapilární elektroforéza (princip automatického sekvenátoru, princip CCD-detekce fragmentů, polymery, zásady "dye-labellingu", filtry, matrice, pozadí, standardizace - interní standardy vs. alelické žebříky (ladders), odečet - alela vs. nespecifická fluorescenční odezva, split-peak, stutter-peak, drop-out, nulové a nestandardní alely...).

7. Forenzní analýza markerů na gonozomech a mitochondriální DNA Rodové markery, specifika chromozómu Y a X, metody, typizační soupravy a databáze, analýza Y-STR, příklad použití Y-STR, mitochondrie, specifika mitochondriální DNA, revidovaná Cambridžská sekvence, heteroplazmie, DNA čárkový kód, příklad použití mtDNA

8. Populační genetika pro forenzní účely, forenzní statistika forenzní vědecký důkaz, Locardův princip, princip individuality, principy interpretace, Hardy-Weinbergova rovnováha, šance, pravděpodobnost jako měřítko nejistoty ohledně pravdivosti tvrzení, věrohodnostní poměr, Bayesova věta, pravděpodobnost rodokmene, pravděpodobnost identifikace hraničící s jistotou, klamavá tvrzení, hierarchie výroků

9. Non-human typing - forenzní analýza živočichů a rostlin, forenzní mikrobiologie Identifikace psů a koček - požadavky, možnosti, heterozygozita jednotlivých plemen, existující identifikační sety a jejich omezení. Identifikace rostlinného materiálu, metoda RAPD a její limity. Identifikace volně žijících zvířat, CITES, DNA barcoding. Sekvenování nové generace a identifikace mikroorganismů.

10. Predikce fenotypových znaků analýzou DNA a další neidentifikační forenzní DNA analýzy. Forenzní epigenetika Možnosti využití struktur duhovky pro individuální identifikaci a jejich dědičnost. Problematika lidské pigmentace z pohledu genetiky a molekulární biologie. Geny a jejich polymorfismy se známým vztahem k pigmentaci a jejich praktické využití. Metody analýzy polymorfismů typu SNP a interpretace jejich výsledků. Současné možnosti predikce dalších, především faciálních fenotypových znaků. Užití epigenetických markerů.

11. Forenzní genetická laboratoř, databázové DNA systémy Uspořádání forenzní laboratoře (podmínky ohledávání, zpracování stop a srovnávacích vzorků, prevence kontaminace amplifikáty, kontrola kontaminace interními pracovníky, prevence záměny), uchovávání vzorků (biolog. materiál, izolát, amplifikát); Národní databáze DNA (součásti, princip fungování, způsob použití, význam, přístupová práva a úrovně); DNA zákon; procesní řízení zpracování, analýzy a archivace vzorků, prioritizace, dokumentace; forenzně genetické metody ve vývoji.

12. Genogeografie, genogenealogie, paleogenetika a biomolekulární archeologie Využití Y-chromosomálních haplotypů a sekvencí mtDNA v geografii a genogenealogii. Potenciál polymorfismů typu SNP a CNV pro určování etnicity. Softwarové nástroje pro řešení komplexních rodokmenových situací ve forenzní praxi a v archeologii. Specifika biomolekulární archeologie. Příklady úspěšně řešených případů z literatury a praxe.

13. Kvalita v laboratoři Kvalita, certifikace, akreditace, vývoj péče o kvalitu, systémy managementu kvality, forenzní standardy, ISO 9001, ISO/IEC 17025, ISO/IEC 17020, aplikace forenzních standardů

Anotace

Předmět Forenzní genetika seznamuje studenty se základy této forenzní vědy včetně jejího širšího kontextu. V přednáškách budou prezentovány biologické principy, z nichž obor vychází, aplikační okruhy oboru (kriminalistika, příbuzenské analýzy, identifikační analýzy, bioarcheologie, rekreační genetika), principy analýz od sběru biologického materiálu až po finální vyhodnocení; předmět zahrnuje též základy obecné forenzní statistiky a jejich aplikaci v oblasti genetické analýzy.

Bližší informace o náplni jednotlivých přednášek lze najít v sylabu.