Laboratorio di Genetica Forense della Sezione di Medicina Legale Università di Bologna

Prof. Susi Pelotti

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IL DNA NELLA PRATICA FORENSE

Perchè il DNA?Perchè il DNA?Profilo unico ed individuale Profilo unico ed individuale (eccetto i gemelli monozigoti)(eccetto i gemelli monozigoti)

Presente in tutti i tessuti Presente in tutti i tessuti (ossa, formazioni pilifere, (ossa, formazioni pilifere, sangue, saliva e altri fluidi e sangue, saliva e altri fluidi e tessuti)tessuti)

Ereditarietà (Paternità, Ereditarietà (Paternità, Maternità, resti scheletrici)Maternità, resti scheletrici)

Gemelli monozigoti condividono lo stesso DNAGemelli monozigoti condividono lo stesso DNA

POLIMORFISMO DEL SISTEMA ABO

Tutti le cellule nel nostro corpo Tutti le cellule nel nostro corpo contengono lo stesso DNAcontengono lo stesso DNA

Cellule importanti dal punto di vista Cellule importanti dal punto di vista forenseforense

• 1980 - Ray White descrive il primoRFLP marker polimorfico• 1985 - Alec Jeffreys scopre le multilocusVNTR probes• 1985 – primo lavoro sulla PCR• 1988 - FBI comincia l’applicazione DNA casework• 1991 – primo lavoro sull’analisi STR• 1995 - FSS parte UK DNA database• 1998 - FBI lancia il CODIS database

Breve storia dell’applicazione del DNA in campo FORENSE

DNA nella Cellula

Target Region for PCRTarget Region for PCR

chromosome

cell nucleus

Double stranded DNA molecule

Individual nucleotides

In 32 cycles at 100% efficiency, 1.07 billion copies of targeted DNA region are created

In 32 cycles at 100% efficiency, 1.07 billion copies of targeted DNA region are created

La reazione di PCR copia il DNA in maniera esponenziale

Original DNA target region

Thermal cycleThermal cycleThermal cycle

REGIONI NON CODIFICANTI DEL DNA

Estrazione e purificazione del Estrazione e purificazione del DNADNA

Amplificazione PCRAmplificazione PCR

ANALISI DEI FRAMMENTI AMPLIFICATI

Profilo in sequenza alfa numerica

DNA DEGRADATO

INIBIZIONE PCR

CONTAMINAZIONE

CAMPIONI MISTI

PROBLEMATICHE FORENSI

La degradazione del DNA è direttamente correlata alla taglia degli ampliconi

I loci STR a più alto peso molecolare non si amplificano, risultando un profilo parziale con più basso potere di discriminazione.

•Generalmente deriva da Generalmente deriva da GROSSOLANE deviazioni dal GROSSOLANE deviazioni dal protocolloprotocolloSeparare la zona pre-PCR dalla Separare la zona pre-PCR dalla zona post-PCR zona post-PCR Allestire controlli negativiAllestire controlli negativi

CONTAMINAZIONECONTAMINAZIONETRA CAMPIONITRA CAMPIONI

AMBIENTE/CAMPIONEAMBIENTE/CAMPIONE

TRACCE MISTE

NEL CASO DI VIOLENZA CON PIU’ AGGRESSORI

NEL CASO DI COMMISTIONE TRA FLUIDI BIOLOGICI APPARTENENTI A PIU’ INDIVIDUI

Il cromosoma YIl cromosoma Y

46 Department of Forensic Medicine, University of Zaragoza, Spain47 Institute of Forensic Medicine, Medical University, Lublin, Poland48 Institute of Forensic Medicine, University of Copenhagen, Denmark49 Department of Forensic Medicine, Medical Academy Warsaw, Poland50 Institute of Legal Medicine, University of Innsbruck, Austria51 Institute of Forensic Medicine, Medical University of Gdansk, Poland52 Institute of Legal Medicine, University of Milan, Italy53 Institute of Legal Medicine, Ernst-Moritz-Arndt-University, Greifswald, Germany54 Department of Legal Medicine and Public Health, University of Pavia, Italy55 Institute of Legal Medicine, University of Graz, Austria56 Centre of Medical Genetics and Molecular Medicine, University Florence, Italy57 Laboratory of Criminalistic Sciences, University of Torino, Italy58 Institute of Legal Medicine, Albert-Ludwigs-University, Freiburg, Germany59 Institute of Legal Medicine, Johannes-Gutenberg-University, Mainz, Germany60 Athens Legal Medicine Department, DNA Analysis Laboratory, Athens, Greece61 Institute of Legal Medicine, Otto-von-Guericke-University, Magdeburg, Germany62 State Criminal Police Office Bavaria, Munich, Germany63 Institute of Legal Medicine, Christian-Albrechts-University, Kiel, Germany64 Institute of Legal Medicine, University of Rostock, Germany65 Institute of Forensic Medicine, School of Medical Sciences, Bydgoszcz, Poland66 Unit of Legal Medicine, University of Cantabria, Santander, Spain67 The Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, UK68 Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig69 Scientific Technical Research Center, Ministry Justice, Taiwan70 Lab. Genética Forense y Huellas Digitales del DNA, Medellín, Colombia71 Genomic Engenharia Molecular Ltda, Sao Paulo, Brazil72 Dept. of Biology, Dankook University, Cheonan, South Korea73 Servicio de Huellas Digitales Geneticas, Universidad Buenos Aires, Argentina74 Dept. of Legal Medicine, Bioethics Nagoya University, Japan75 Servicios Médicos Yunis Turbay y Cia. Bogotá,, Colombia76 University of Szeged, Dept. of Forensic Medicine, Szeged, Hungary77 Natural Sciences Research Institute, University of the Philippines, Manila78 Area de Laboratorio Ertzaintza, Bilbao, Spain79 Institute of Immunobiology and Human Genetics, Skopje, Republic of Macedonia80 Molecular Biology Section, Fleury Medical Diagnostic Center, Sao Paulo, Brazil81 Dept. of Legal Medicine, University of Tsukuba, Japan82 Institute of Forensic Medicine, Ministry of Justice, Budapest, Hungary83 Biotype AG, Dresden84 Dept. de Biologia, Universidade de Aveiro, Portugal85 State Criminal Police Office Sachsen, Dresden86 Dept. of Forensic Medicine, Medical University of Bialystok, Poland87 Section of Forensic medicine, University of Bologna, Italy88 Institute of Medical Informatics and Statistics, University Hospital, Kiel89 Department of Genetics, University of Leicester, UK90The Forensic Laboratory for DNA Research, Leiden University, The Netherlands91 Institute of Legal Medicine, Humboldt University Berlin, Germany

1 Laboratory Forensic Genetics, Dept. of Legal Medicine, University Valencia, Spain2 National Institute of Toxicology, Biology Services, Ministry of Justice, Madrid, Spain3 Institute of Pathology and Molecular Immunology, University of Porto, Portugal4 Dept. of Forensic Sciences, University Modena,Reggio Emilia, Italy5 Institute of Legal Medicine, Ludwig-Maximilians-University, Munich, Germany6 Laboratorio de Biología Forense, Universidad Complutense de Madrid, Spain7 Institute of Legal Medicine, University of Messina, Italy8 Institute of Legal Medicine, University of Hamburg, Germany9 Dept. of Haematology, Queen Mary School of Medicine and Dentistry, London, UK10 National Institute of Legal Medicine, Bucharest, Romania11 State Criminal Police Office Baden-Württemberg, Stuttgart, Germany12 State Criminal Police Office, Berlin, Germany13 Institute of Forensic Research, Kraków, Poland14 Centre of Biol. and Geol. Sciences, University of Madeira, Funchal, Portugal15 Institute of Legal Medicine, University of Santiago de Compostela, Spain

16 Institute of Legal Medicine, University of Ancona, Italy17 Institute of Legal Medicine, University of Padova, Italy18 Institute of Legal Medicine, Catholic University, Rome, Italy19 Institute of Legal Medicine, University of Perugia, Italy20 Department of Cellular Biology and Development, University of Palermo, Italy21 Department of Legal Medicine, University René Descartes, Paris, France22 Institute of Legal Medicine, University of Verona, Italy23 Institute of Forensic Medicine, Medical University, Wroclaw, Poland24 Section Legal Medicine, Dept. Experimental Biomedicine, University of Pisa, Italy25 Institute of Forensic Medicine, University of Oslo, Norway26 Department of Forensic Medicine and Criminology, University of Zagreb, Croatia27 Hungarian National Police, Budapest, Hungary28 Institute of Legal Medicine, University of Geneva, Switzerland29 Forensic Genetics Laboratory, University of Barcelona, Spain30 Institute of Forensic Medicine, University of Ljubljana, Slovenia31 Clinical Department for Blood Group Serology, University of Vienna, Austria32 Department of Forensic Medicine, University of Helsinki, Finland33 State Criminal Police Office Sachsen-Anhalt, Magdeburg, Germany34 Institut für Blutgruppenforschung, Cologne, Germany35 Institute of Legal Medicine, University of Cologne, Germany36 Institute of Legal Medicine, University of Münster, Germany37 National Board of Forensic Medicine, Dept. Forensic Genetics, Linköping, Sweden38 National Institute of Criminalistics and Criminology, Brussels, Belgium39 Institute of Legal Medicine, University of Strasbourg, France40 Institute of Legal Medicine, Martin-Luther-University, Halle-Wittenberg, Germany41 Dept. of Human Genomics, Institute Molecular Biology a.Genetics, Kiev, Ukraine42 Laboratory of Molecular Pathology, University Hospital, Sofia, Bulgaria43 Institute of Legal Medicine, University of Leipzig, Germany44 Institute of Molecular Genetics, RAS, Moscow, Russia45 Department of Legal Medicine, University of Granada, Spain

The Forensic Y-Chromosome Research Group

87 Section of Forensic medicine, University of Bologna, Italy

Charité Berlin 9/04

2 %

New !

DISTRIBUZIONE DEI PRINCIPALI GRUPPI POPOLAZIONISTICI

Amerindian

European

Subsaharan AfricanIndo-Pacific

Eskimo-Aleut

Altaic

Caucasian

Arabian

Uralic

Indo-Iranian

Indian

Korean

Japanese

Sino-Tibetan

AustroasiaticThai

Austronesian

Afro-AsiaticAfro-Caribbean

Afro-American

Charité Berlin 9/04

Applicazione forense

L’analisi del cromosoma Y è utile in diverse particolari circostanze:

Nella violenza sessuale quando le cellule maschili sono commiste con le cellule femminili della vittima

Quando il colpevole è azoospermico

Nei test di paternità quando il presunto padre non è disponibile

Database forense del cromosoma Y

Cos’è uno SNP?

DAL CONFRONTO TRA REPERTO E DAL CONFRONTO TRA REPERTO E CAMPIONE DI RIFERIMENTO:CAMPIONE DI RIFERIMENTO:

NON C’E’ MATCH TRA I PROFILI NON C’E’ MATCH TRA I PROFILI GENETICIGENETICI

MATCH TRA I PROFILIMATCH TRA I PROFILI

RISULTATI INCONCLUSIVI (profili RISULTATI INCONCLUSIVI (profili inconclusivi per qualità e quantità di inconclusivi per qualità e quantità di amplificato)amplificato)

NEL CASO DI MATCH OCCORRE PASSARE AL CALCOLO BIOSTATISTICO E LA RISPOSTA SARA’ IN TERMINI DI:

PROBABILITA’ DI CONDIVISIONE CASUALE:

(LA FREQUENZA DEL PROFILO GENETICO NELLA POPOLAZIONE)

RAPPORTO VEROSIMIGLIANZA (LIKELIHOOD RATIO):

LA FORZA CON CUI SI ASSERISCE L’IDENTITA’

Es: LR=1000 vi sono 1000 probabilità a favore dell’ipotesi che i profili derivino dalla stessa persona contro 1 che derivi da un altro individuo

0.222 x 0.222 x 2

= 0.1

= 0.1

1 in 79,531,528,960,000,000

1 in 80 quadrillion

1 in 10 1 in 111 1 in 20

1 in 22,200

x x

1 in 100 1 in 14 1 in 81

1 in 113,400

x x

1 in 116 1 in 17 1 in 16

1 in 31,552

x x

Regole validate per l’analisi, Regole validate per l’analisi, l’interpretazionel’interpretazione

e per la presentazione dei risultati sono i e per la presentazione dei risultati sono i fondamenti della professionalità forensefondamenti della professionalità forense

RACCOMANDAZIONI DELLA SOCIETA’ INTERNAZIONALE DI GENETICA FORENSE (ISFG)

RACCOMANDAZIONI DELLA SOCIETA’ ITALIANA GENETISTI FORENSI (Ge.F.I.)

Scenario 1Scenario 1

Aggressione con repertazione di Aggressione con repertazione di traccia ematicatraccia ematica

Confronto con il sospettatoConfronto con il sospettato IdentificazioneIdentificazione Il DNA è solo un elemento ma lega il Il DNA è solo un elemento ma lega il

sospettato al reatosospettato al reatoProbabilità secondo le regole Probabilità secondo le regole

statistiche statistiche

Scenario 2Scenario 2

Omicidio con tracce ematiche miste Omicidio con tracce ematiche miste (vittima/colpevole)(vittima/colpevole)

Impossibile separare le due Impossibile separare le due componenticomponenti

Il DNA della vittima serve per sottrarre Il DNA della vittima serve per sottrarre dalla mistura la componente notadalla mistura la componente nota

la componente ignota viene immessa la componente ignota viene immessa nel databasenel database

Profili parzialiProfili parziali

Scenario 3Scenario 3

Violenza sessuale il tampone vaginale Violenza sessuale il tampone vaginale mostra la mistura tra cellule femminili mostra la mistura tra cellule femminili e spermatozoie spermatozoi

Lisi differenziale per separare le due Lisi differenziale per separare le due componenticomponenti

La banca dati è utile per cercare il link La banca dati è utile per cercare il link con altri fatti (reati seriali)con altri fatti (reati seriali)

Test di conferma sulla persona Test di conferma sulla persona individuataindividuata

Il DNA dalle impronte digitali

Problema del Low copy number (LCN)

possibilità di typing misti da contaminazione

possibilità di artefatti da amplificazione

Scenario 4Scenario 4

Violenza sessuale/omicidioViolenza sessuale/omicidio Repertazione di una formazione pilifera, di Repertazione di una formazione pilifera, di

tracce di saliva sulla cute, di una tracce di saliva sulla cute, di una formazione pilifera non umanaformazione pilifera non umana

L’investigazione conduce a tre sospettati L’investigazione conduce a tre sospettati imparentatiimparentati

La relazione parentale riduce il peso La relazione parentale riduce il peso statistico del DNAstatistico del DNA

Analisi del DNA mitocondriale e del Analisi del DNA mitocondriale e del cromosoma Ycromosoma Y

Analisi di DNA non umano Analisi di DNA non umano

Disastri di massaDisastri di massa

Prosecution DNA ExpertProsecution DNA Expert

Do not spar! Do not spar!

Don’t try to out-Don’t try to out-expert the expert; expert the expert; you’re an you’re an intelligent, well-intelligent, well-informed layperson, informed layperson, not scientist, and not scientist, and jurors know thatjurors know that

BANCA DATI DEL DNABANCA DATI DEL DNA

Cos’è la Banca dati Cos’è la Banca dati del DNA?del DNA?

Come lavora la Come lavora la banca dati del DNA?banca dati del DNA?

Quando deve Quando deve essere utilizzata?essere utilizzata?

Chi accede alla Chi accede alla banca dati?banca dati?

Qual’è la Qual’è la controversia controversia riguardante la riguardante la banca dati del DNAbanca dati del DNA??

Accusa vs. DifesaAccusa vs. Difesa

prova che il prova che il sospettato era sospettato era sulla scena del sulla scena del delittodelitto

aiuta a collegare aiuta a collegare i criminii crimini

condanna il condanna il sospettato senza sospettato senza dubbidubbi

prova prova l’innocenza di l’innocenza di una persona una persona condannata condannata

Prova che il Prova che il sospettato non sospettato non ha relazione con ha relazione con il crimineil crimine

Centralizzazione dei profili Centralizzazione dei profili geneticigenetici

Attualmente è impossibile collegare i diversi fatti Attualmente è impossibile collegare i diversi fatti criminali: ogni laboratorio ha la propria casistica criminali: ogni laboratorio ha la propria casistica

CONFRONTO:

DNA DELLA NUOVA TRACCIA/ PROFILO DI UN INDIVIDUO PRESENTE NEL DATABASE IDENTIFICAZIONE

PROFILO DI UN NUOVO INDIVIDUO/ PROFILO DELLA TRACCIA NEL DATABASE

PROFILO NUOVA TRACCIA/ PROFILO DI VECCHIA TRACCIA NEL DATABASE

PROFILO DI PERSONA GiA’ NEL DATABASE CON NOME DIVERSO

Come lavora la banca dati del DNA?Come lavora la banca dati del DNA?

Elementi di discussioneElementi di discussione

PrivacyPrivacy Chi dovrebbe essere immesso nel Chi dovrebbe essere immesso nel

database?database? Come possono essere usate le Come possono essere usate le

informazioni nel database?informazioni nel database? Per quanto tempo può essere Per quanto tempo può essere

mantenuto il profilo del DNA?mantenuto il profilo del DNA? Conservazione dei profili del DNA o Conservazione dei profili del DNA o

dei campioni biologici?dei campioni biologici? Errori nel profilingErrori nel profiling

Diritti dell’individuo/diritti della Diritti dell’individuo/diritti della societàsocietà

Repressione Prevenzione del crimine

Diritti di privacy e di libertà

Diritti dell’individuo/diritto Diritti dell’individuo/diritto della societàdella società

1. Conservazione dei profili 1. Conservazione dei profili genetici (illimitata in UK)genetici (illimitata in UK)

Uso potenziale come strumento Uso potenziale come strumento di sorveglianza: lista di sospettidi sorveglianza: lista di sospetti

Utilizzo potenziale per limitare i Utilizzo potenziale per limitare i diritti personali (ad es. nella diritti personali (ad es. nella ricerca di un impiego)ricerca di un impiego)

Chi dovrebbe essere immesso nella banca dati?

Sospettati?Sospettati?

Condannati?

E per quali reati?

Conservazione del dato Conservazione del dato geneticogenetico

Il tempo necessario per contrastare il Il tempo necessario per contrastare il fenomeno della recidivafenomeno della recidiva

Per sempre (UK)Per sempre (UK)

2. Conservazione dei campioni biologici

Il DNA è molto diverso dagli altri dati forensi perché:

Potenzialmente fornisce elementi personali (etnia, personalità, abitudini)

Potenzialmente indica la predisposizione a malattie

Rivela relazioni parentali

A teenager who hurled a brick from a motorway bridge, killing a lorry driver, was caught when new technology enabled police to trace him through a relative's DNA.The case of Craig Harman, who was caught by "familial searching", is believed to be the first in the world in which the technique has helped bring a killer to justice.Harman, now 20, was jailed for six years at the Old Bailey yesterday after admitting the manslaughter of Michael Little, 53. He conceded his guilt only when confronted with the scientific evidence six months after Mr Little's death in March last year.Harman, a sports shop assistant, who lived with his girlfriend in Frimley, Surrey, had been out drinking with friends in nearby Camberley.He cut his hand while breaking into a car. Then he and a friend picked up a couple of bricks from a garden. When they crossed a motorway footbridge, they threw them on to the road.

                                                                           

                                    

After consulting the Forensic Science Service, Surrey police used familial searching, which is based on the fact that people who are related have similar DNA profiles.They found that a close relative of Harman was on the database and matched the blood on the brick by 16 points out of 20. They then traced Harman.

Errori nel DNA profiling

Rischio di falsi positivi

Difficoltà di interpretazione nel caso di DNA degradato o tracce miste

E' un inglese il killer della pinetasmascherato dalla banca del DnaIl barista uccise la ragazza e aggredì un amicoche si era appartato con leiFIRENZE - Cento, mille, un milione di volte il Dna dell'assassino sconosciuto è stato comparato con i codici genetici di pregiudicati schedati in mezza Europa. Cento, mille, un milione di volte la lucina è rimasta spenta, la comparazione è fallita. Un giorno, però, in un ufficio di Scotland Yard, a Londra, la lampadina si è illuminata: i due Dna messi a confronto coincidevano. Agli investigatori inglesi non sembrava vero: ma era mai possibile che avessero identificato in un barista di 23 anni di Liverpool il "biondino" che sei mesi prima, a Livorno, a Ferragosto, aveva rapinato una coppia in auto freddando con una pistolettata lei, Annalisa Vincentini, 24 anni? Proprio così. Il Dna ha inchiodato Peter Neil Hankin, anonimo barista del Beckley's pub di Litherland, vicino Liverpool.E' lui l'assassino di Annalisa.

Qualcosa non convince però gli investigatori inglesi. Il rappresentate dell'ufficio estradizioni di Scotland Yard, Chris Munro, si è mostrato prudente. "Dal mio punto di vista i conti non tornano. Abbiamo deciso di prelevare un ulteriore campione di Dna di Hankin" ha detto. Ai carabinieri di Livorno manca inoltre un riscontro: la prova del passaggio di Hankin in Italia nel Ferragosto 2002. Nessuna traccia di un turista con quel nome negli alberghi, nei ristoranti, nei campeggi.

Scagionato il barista inglese"Fu un errore, il Dna non era suo"

dopo qualche settimana Scotland Yard ammette l'errore: "Abbiamo esteso la verifica ad un numero maggiore di regioni genetiche rispetto alle 8 controllate originariamente e su una di queste non c'è coincidenza tra il Dna di Hankin e quella dell'assassino della pineta".

Eliminare gli erroriEliminare gli errori

ContaminazioneContaminazione sulla scena del delitto; sulla scena del delitto; tipizzare tutti gli operatori, assicurare la tipizzare tutti gli operatori, assicurare la catena di custodiacatena di custodia

Mis-interpretazioneMis-interpretazione del profilo: seconda del profilo: seconda analisi, regole validate di interpretazione analisi, regole validate di interpretazione dei profili mistidei profili misti

Falsi matchesFalsi matches, probabilità più elevata se , probabilità più elevata se il profilo della traccia è parziale il profilo della traccia è parziale

Catena di custodiaCatena di custodia

Crime Scene

Reception

Extraction

Quantitation

Analysis

Storage

Tutti coloro che sono coinvolti nel sistema giudiziario devono avere coscienza che un match nel data base è un aiuto all’investigazione ma non necessariamente la prova della colpevolezza

IL TRATTATO DI PRUMIL TRATTATO DI PRUM

Consiglio europeo 27 febbraio Consiglio europeo 27 febbraio 20072007

Disposizioni finalizzate a migliorare lo Disposizioni finalizzate a migliorare lo scambio di informazioni ai cui sensi scambio di informazioni ai cui sensi gli stati membri si concedono gli stati membri si concedono reciprocamente i diritti di accesso ai reciprocamente i diritti di accesso ai rispettivi schedari automatizzati di rispettivi schedari automatizzati di analisi del DNAanalisi del DNA

Regole e tutela nel trattamento dei Regole e tutela nel trattamento dei dati personalidati personali

Prevalenza rispetto alle disposizioni Prevalenza rispetto alle disposizioni del trattato di Prumdel trattato di Prum

Prelievo coattivoPrelievo coattivo

v. art. 9v. art. 9

TerziTerzi

Terzi non Estranei (appartenenti Terzi non Estranei (appartenenti al gruppo biologicoal gruppo biologico))

TESTIMONE GENETICOTESTIMONE GENETICO

Santosuosso, Gennari 2007

DNA persone scomparse o loro DNA persone scomparse o loro consanguinei cadaveri o resti consanguinei cadaveri o resti

cadavericicadaverici

Raffronto tra i profili del DNA dei Raffronto tra i profili del DNA dei consanguinei delle persone consanguinei delle persone scomparse e quelli dei reperti scomparse e quelli dei reperti biologici acquisiti nel corso di biologici acquisiti nel corso di procedimenti penaliprocedimenti penali

Il DNA è solo un Il DNA è solo un frammentoframmento

del Crime Solving Puzzledel Crime Solving Puzzle

DNAImpronte digitali

Tox

Elementicircostanziali

CONCLUSIONILa tecnologia del DNA sta evolvendo rapidamente

E’ un periodo di intenso studio e ricerca nella comunità dei genetisti forensi

La formazione continua della comunità scientifica e degli operatori del diritto è fondamentale per rendere efficace la meravigliosa potenza della tecnologia del DNA

Bibliografia

J. Butler sito internet nist