Nghiên cứu đặc trưng tần suất alen hệ nhận dạng STR trong giám định ADN của các tộc người Việt Nam

Luận án tiến sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu đặc trưng tần suất alen hệ nhận dạng str ampflstr® identifiler® plus kit của một số, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Tác giả: Trịnh Tuấn Toàn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quang Huy
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc trưng tần suất alen hệ nhận dạng STR (AmpFlSTR® Identifiler® Plus Kit) của một số tộc người Việt Nam để ứng dụng trong giám định ADN
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Sơ lƣợc về lịch sử nhận dạng cá thể người bằng ADN
• DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu tần suất alen STR trong giám định ADN

Nghiên cứu tần suất alen STR (Short Tandem Repeat) trong giám định ADN là một lĩnh vực quan trọng trong di truyền học và pháp y. STR là các đoạn ADN ngắn lặp lại, có tính đa hình cao, giúp phân biệt các cá thể. Việc xác định tần suất alen STR của các tộc người Việt Nam không chỉ hỗ trợ trong việc giám định ADN mà còn góp phần vào nghiên cứu di truyền học và bảo tồn văn hóa. Nghiên cứu này nhằm mục đích cung cấp dữ liệu cần thiết cho các ứng dụng trong khoa học hình sự và xác định quan hệ huyết thống.

1.1. Khái niệm và vai trò của alen STR trong giám định ADN

Alen STR là các đoạn ADN có cấu trúc lặp lại, được sử dụng rộng rãi trong giám định ADN. Chúng có vai trò quan trọng trong việc xác định danh tính cá nhân và quan hệ huyết thống. STR cho phép phân tích ADN với độ chính xác cao, giúp truy nguyên nguồn gốc và xác định mối quan hệ giữa các cá thể.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu tần suất alen STR tại Việt Nam

Việt Nam có nhiều tộc người với đặc trưng di truyền khác nhau. Nghiên cứu tần suất alen STR giúp hiểu rõ hơn về sự đa dạng di truyền trong các tộc người, từ đó hỗ trợ cho các hoạt động giám định ADN và bảo tồn di sản văn hóa. Dữ liệu này cũng có thể được áp dụng trong các lĩnh vực khác như y học và sinh học phân tử.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu tần suất alen STR

Mặc dù nghiên cứu tần suất alen STR mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải không ít thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự đa dạng di truyền giữa các tộc người. Mỗi tộc người có những đặc trưng riêng về tần suất alen, điều này đòi hỏi phải có các nghiên cứu riêng biệt cho từng nhóm. Ngoài ra, việc thu thập mẫu và phân tích ADN cũng gặp nhiều khó khăn do điều kiện địa lý và văn hóa.

2.1. Đặc điểm di truyền của các tộc người Việt Nam

Mỗi tộc người tại Việt Nam có những đặc điểm di truyền riêng, ảnh hưởng đến tần suất alen STR. Việc hiểu rõ các đặc điểm này là cần thiết để đảm bảo tính chính xác trong giám định ADN. Các nghiên cứu trước đây cho thấy sự khác biệt rõ rệt về tần suất alen giữa các tộc người, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập mẫu và phân tích ADN

Việc thu thập mẫu ADN từ các tộc người thiểu số gặp nhiều khó khăn do điều kiện địa lý và sự e ngại của người dân. Ngoài ra, quy trình phân tích ADN cũng yêu cầu thiết bị hiện đại và kỹ thuật viên có chuyên môn cao, điều này có thể gây khó khăn trong việc thực hiện nghiên cứu.

III. Phương pháp nghiên cứu tần suất alen STR hiệu quả

Để nghiên cứu tần suất alen STR, cần áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại. Các bước chính bao gồm thu thập mẫu, tách chiết ADN, phân tích và tính toán tần suất alen. Sử dụng bộ kít AmpFlSTR® Identifiler® Plus là một trong những phương pháp hiệu quả nhất hiện nay, giúp đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả.

3.1. Quy trình thu thập và xử lý mẫu ADN

Quy trình thu thập mẫu ADN bao gồm việc lấy mẫu máu từ các cá thể, sau đó lưu trữ và xử lý mẫu theo tiêu chuẩn. Việc này đảm bảo rằng mẫu ADN không bị biến đổi và có thể sử dụng cho các phân tích tiếp theo. Các bước xử lý mẫu cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo độ chính xác của kết quả.

3.2. Phân tích tần suất alen bằng công nghệ hiện đại

Sử dụng công nghệ điện di mao quản và PCR (Polymerase Chain Reaction) để phân tích tần suất alen STR. Các phương pháp này cho phép xác định chính xác các alen có trong mẫu ADN, từ đó tính toán tần suất alen cho từng tộc người. Kết quả phân tích sẽ được so sánh với các dữ liệu đã có để đánh giá tính đặc trưng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu tần suất alen STR

Nghiên cứu tần suất alen STR có nhiều ứng dụng thực tiễn trong giám định ADN và khoa học hình sự. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp xác định danh tính cá nhân mà còn hỗ trợ trong việc điều tra tội phạm và xác định quan hệ huyết thống. Việc xây dựng bảng tần suất alen cho các tộc người Việt Nam sẽ tạo ra cơ sở dữ liệu quý giá cho các nghiên cứu và ứng dụng sau này.

4.1. Ứng dụng trong giám định ADN hình sự

Kết quả nghiên cứu tần suất alen STR có thể được sử dụng để xác định danh tính nghi phạm trong các vụ án hình sự. Việc này giúp tăng cường tính chính xác trong việc điều tra và truy tố tội phạm. Các cơ quan chức năng có thể dựa vào dữ liệu này để đưa ra các quyết định chính xác hơn trong quá trình điều tra.

4.2. Ứng dụng trong xác định quan hệ huyết thống

Nghiên cứu tần suất alen STR cũng có thể được áp dụng trong việc xác định quan hệ huyết thống giữa các cá nhân. Điều này đặc biệt quan trọng trong các vụ việc liên quan đến quyền lợi thừa kế hoặc xác định cha mẹ. Dữ liệu tần suất alen sẽ giúp cung cấp bằng chứng khoa học vững chắc trong các tranh chấp về huyết thống.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu tần suất alen STR

Nghiên cứu tần suất alen STR trong giám định ADN các tộc người Việt Nam là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin quý giá cho khoa học hình sự mà còn góp phần vào việc bảo tồn di sản văn hóa. Trong tương lai, cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu để bao quát nhiều tộc người hơn, từ đó xây dựng một cơ sở dữ liệu toàn diện về tần suất alen STR tại Việt Nam.

5.1. Triển vọng mở rộng nghiên cứu tần suất alen

Cần mở rộng nghiên cứu tần suất alen STR cho nhiều tộc người khác nhau tại Việt Nam. Việc này sẽ giúp tạo ra một bức tranh tổng thể về sự đa dạng di truyền trong cộng đồng. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào các tộc người ít được nghiên cứu để đảm bảo tính toàn diện.

5.2. Ứng dụng công nghệ mới trong nghiên cứu

Sử dụng các công nghệ mới trong phân tích ADN sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của nghiên cứu. Các phương pháp như giải trình tự gen thế hệ mới (NGS) có thể được áp dụng để thu thập dữ liệu chi tiết hơn về tần suất alen, từ đó cải thiện chất lượng giám định ADN.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Vào những năm đầu thế kỷ XXI, các nhà khoa học đã thành công trong giải mã toàn bộ hệ gen của người, việc giải mã hệ gen của người, nghiên cứu ở mức độ phân tử nhằm hiểu rõ hơn, làm sáng tỏ nhiều vấn đề liên quan tới các nghiên cứu của các nhà khoa học mà trước đây chưa giải quyết được, đặc biệt có ý nghĩa về ứng dụng trong y học liên quan đến sức khỏe, phòng và điều trị bệnh và ứng dụng vào các lĩnh vực khoa học khác. Việc ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất và phục vụ đời sống con người đã được áp dụng từ rất sớm. Trong đời sống xã hội, bên cạnh sự phát triển và tiến bộ của toàn xã hội thì mặt trái, mặt tiêu cực như tình hình tội phạm và các hành vi vi phạm pháp luật khác có xu hướng phát triển và ngày càng tinh vi hơn đòi hỏi lực lượng đấu tranh phòng, chống tội phạm cần có những công cụ có hiệu quả để bảo vệ và giữ vững an ninh chính trị và trật tự an toàn xã hội. Một trong những ứng dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật trong điều tra tội phạm là kỹ thuật phân tích ADN.

Kỹ thuật này có tính ứng dụng cao trong việc điều tra phá án, bởi nó cho phép truy nguyên cá thể người với độ chính xác cao hơn nhiều so với các phương pháp nhận dạng hoặc phân tích truyền thống. Dấu vết sinh học, tế bào trong đó có ADN thu được ở hiện trường của các vụ án thường là rất ít hoặc bị biến tính, phân hủy nhưng lại là chứng cứ quan trọng giúp truy tìm thủ phạm của vụ án hoặc xác định tung tích nạn nhân chính xác, khách quan, đồng thời nó cũng là phương pháp quan trọng trong việc xác định quan hệ huyết thống cha, mẹ - con, xác định mối quan hệ anh - em, dòng tộc. Tính cấp thiết của đề tài luận án Thống kê của Bộ Công an trong thời gian gần đây cho thấy, tình trạng vi phạm pháp luật trong vùng đồng bào tộc người thiểu số ở địa bàn miền núi, vùng xa có chiều hướng gia tăng cả về số lượng và mức độ nghiêm trọng. Trong các vụ phạm pháp hình sự, những vụ việc xâm hại về nhân thân như xâm hại tình dục, giết người, cố ý gây thương tích ngày càng xảy ra nhiều, có những vụ án có tính 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] chất đặc biệt nghiêm trọng.

Thời gian qua đã xảy ra một số vụ thảm án mà đối tượng là người thuộc các tộc người có dân số ít trên lãnh thổ Việt Nam. Đặc biệt nổi lên là tình hình tội phạm buôn bán, vận chuyển trái phép chất ma túy tại các địa bàn vùng sâu, vùng xa, là địa bàn của tộc người thiểu số sinh sống có xu hướng tăng đột biến và diễn biến phức tạp, kéo theo nhiều tội phạm hình sự khác ngày một gia tăng [12]. Mỗi tộc người đều có những đặc trưng sinh học nhất định, trong đó ở mức ADN trong các locus STR được thể hiện bằng sự khác nhau về tần suất các alen đối với mỗi tộc người vì vậy, không thể áp dụng cơ sở dữ liệu của tộc người này cho một tộc người khác. Do đó, đối với mỗi tộc người, để đảm bảo tính khoa học, tính chính xác và khách quan trong kết luận giám định, cần thiết phải tiến hành khảo sát tần suất các alen của các locus STR, dùng trong giám định ADN hình sự.

Việc khảo sát tần suất các alen của các locus STR đang được áp dụng hiện nay đối với các tộc người, trước hết là các tộc người có số dân đông, trên toàn lãnh thổ Việt Nam áp dụng trong khoa học hình sự là một việc làm cấp bách, do vậy chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài luận án “Nghiên cứu đặc trưng tần suất alen hệ nhận dạng STR (AmpFlSTR® Identifiler® Plus Kit) của một số tộc người Việt Nam để ứng dụng trong giám định ADN" 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Xác định được tần suất alen của 15 locus STR thuộc bộ kít AmpFlSTR® Identifiler® Plus gồm D8S1179, D21S11, D7S820, CSF1PO, D3S1358, TH01, D13S317, D16S539, D2S1338, D19S433, vWA, TPOX, D18S51, D5S818, FGA và một locus xác định giới tính X,Y của 9 tộc người có dân số đông ở Việt Nam (người Kinh, Tày, Thái, Mường, Khmer, H‟mông, Nùng, Hoa và Dao). - Đánh giá tính đặc trưng tần suất alen của 9 tộc người và đưa ra được bảng tần suất alen của 15 locus STR đối với 9 tộc người tại Việt Nam. - Xây dựng được bảng tính ứng dụng dựa vào phần mềm Excel có sử dụng tần suất alen của các tộc người đã có để tính chỉ số truy nguyên cá thể và xác định quan hệ huyết thống trong giám định ADN.

11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nội dung nghiên cứu của luận án - Thu thập mẫu của các cá thể của các tộc người, sắp xếp các mẫu thu được theo từng tộc người dựa trên hồ sơ lý lịch được quản lý bởi lực lượng Công an và chính quyền địa phương nơi người đó cư trú. - Phân tích, xác định hồ sơ ADN (DNA profile) của tất cả các mẫu đã thống kê, thu thập được và tính tần suất alen của các tộc người, kiểm định giả thiết 2, xác định và đánh giá một số thông số điển hình của bảng tần suất alen sử dụng trong khoa học hình sự cho từng tộc người, nhóm tộc người theo vùng địa lý hành chính. - Xác định đặc trưng tần suất alen của từng tộc người dựa vào sự phân bố tần suất của các alen của bộ kít AmpFlSTR® Identifiler® Plus và đánh giá các alen có tần suất cao, các alen có tần suất thấp của các tộc người, alen đặc trưng của từng tộc người (nếu có).

Đồng thời xây dựng cây phân loại di truyền (phylogenetic trees) dựa vào tần suất các alen của các tộc người. - Xây dựng bảng tính Excel để xác định các chỉ số truy nguyên cá thể, chỉ số quan hệ huyết thống và áp dụng các bảng tính vào thực tế công tác giám định ADN phục vụ điều tra tội phạm và xác định huyết thống cha, mẹ - con. Những đóng góp mới của luận án - Đây là công trình đầu tiên thu thập và phân tích ADN bằng bộ kít AmpFlSTR® Identifiler® Plus của 13.396 mẫu máu của các cá thể không có quan hệ huyết thống của 9 tộc người có số dân đông nhất tại Việt Nam. - Đã phân tích, xác định được tần suất alen thuộc 15 locus STR bằng bộ kít AmpFlSTR® Identifiler® Plus của 9 tộc người có số dân đông nhất sinh sống tại Việt Nam, đủ điều kiện để sử dụng cho giám định ADN hình sự, thông qua đó đã xác định được: + 54 alen tần suất thấp hiện chưa có trong thang alen chuẩn quốc tế trên tất cả các tộc người được nghiên cứu khảo sát.

+ Trên cơ sở tính khoảng cách di truyền (D) và lập cây phân loại di truyền có thể nhận xét: tộc người Kinh ba miền Bắc, Trung, Nam có quan hệ gần nhau nếu áp dụng trong phân tích ADN trong truy nguyên cá thể và xác định huyết thống cha 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các tộc người Mường, Tày, Nùng thành một nhóm có quan hệ gần với người Kinh; tộc người Hoa, tộc người Thái và tộc người Khmer có khoảng cách di truyền xa hơn. Tộc người H‟mông và Dao tách thành hai nhóm riêng, khác biệt nhau và khác biệt với các tộc người còn lại. + Đã xác định các locus có hiệu quả cao trong truy nguyên cá thể đối với người Việt Nam là FGA, D2S1338, D18S51, D8S1179, D19S433.

Các locus có hiệu quả thấp trong truy nguyên cá thể là TPOX, CSF1PO, TH01, D3S1358. - Đã xây dựng được Bảng tính chỉ số truy nguyên cá thể, quan hệ huyết thống và bước đầu áp dụng vào thực tế giám định ADN. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Sơ lƣợc về lịch sử nhận dạng cá thể người bằng ADN Năm 1987, kết quả phân tích ADN lần đầu tiên đã được đưa ra làm chứng cứ trong một vụ xử án tại Hoa Kỳ.

Ban đầu kết quả này được gọi là "DNA figerprinting - dấu vân tay ADN", giờ đây được gọi là "DNA profiling - phân tích ADN" hoặc "DNA testing - thử nghiệm ADN" để phân biệt với việc lấy dấu vân tay bề mặt da truyền thống. Mặc dù hiện tại mới chỉ được sử dụng chưa tới 1% của tất cả các vụ việc hình sự, nhưng hồ sơ ADN (DNA profile) lại là bằng chứng trong những vụ án đặc biệt nghiêm trọng, những vụ thảm án trong thời gian gần đây [49]. Gần như mọi tế bào trong cơ thể người đều chứa ADN, vật liệu di truyền quyết định mọi hoạt động của tế bào. Hai người bất kỳ có thể có ADN giống nhau tới 99,9%, có nghĩa chỉ có 0,1% ADN là khác biệt giữa các cá thể, trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng.

Tuy nhiên, mỗi tế bào người chứa 3 tỷ cặp bazơ, sự khác nhau 0,1% lên tới 3 triệu cặp bazơ. Số lượng này là đủ để cung cấp thông tin ứng dụng trong truy nguyên cá thể [57]. Hệ gen của người có các vùng ADN với trình tự lặp đi lặp lại. Các vùng này có tính đa hình, trong đó trình tự thay đổi theo số lượng của đơn vị lặp lại.

Số lượng đơn vị lặp lại được biểu thị bằng cách gán thành tên alen. Ví dụ, 14 bản sao của đơn vị lặp lại sẽ được gọi là alen 14. Vào đầu những năm 1980, các vùng này đã được nghiên cứu nhằm mục đích đánh dấu hệ gen người tuy nhiên, một trong những người sáng lập ra "DNA typing" là Alec Jeffreys, đã nhanh chóng nhận ra rằng những dấu hiệu này có thể được sử dụng cho việc nhận dạng cá thể người [29, 30]. Tới tháng 10 năm 1990, tại Mỹ - Dự án hệ gen người (Human Genome Project - HGP) chính thức được bắt đầu và đến 12/02/2001, HGP đã công bố trình tự đầy đủ của hệ gen người.

Theo công bố này, số lượng gen trong bộ gen người được dự đoán có khoảng 20. Nhờ có thành tựu nghiên cứu này mà trong lĩnh vực giám định ADN có tới hàng trăm locus gen và hàng nghìn SNP được nghiên cứu ứng dụng để phục vụ trong khoa học hình sự [31]. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Từ những nghiên cứu về hệ gen người, các nhà khoa học đã phát hiện có các chuỗi ADN lặp đi lặp lại nhiều lần. Đoạn lặp lại chứa từ 16 -70 nucleotit, gọi đơn vị này đó là “tiểu vệ tinh” (minisatellite - VNTR) hay đơn vị lặp lại nhỏ hơn (microsatelite - STR).