DNA, krew i niewidoczne ślady – współczesna broń kryminalistyki
Grafika wygenerowana przy pomocy Chat GPT
Analiza krwi i płynów ustrojowych należy do najważniejszych obszarów współczesnej kryminalistyki biologicznej. Ślady biologiczne pozostawione na miejscu zdarzenia mogą dostarczyć informacji nie tylko o tożsamości sprawcy lub ofiary, ale również o przebiegu zdarzeń, wzajemnych kontaktach uczestników oraz rodzaju aktywności, które miały miejsce przed popełnieniem przestępstwa. Krew, ślina, nasienie, wydzielina pochwowa, mocz czy pot zawierają liczne cząsteczki biologiczne, takie jak kwasy nukleinowe, białka oraz metabolity, które mogą być wykorzystywane jako markery identyfikacyjne. Współczesna kryminalistyka odchodzi od prostego stwierdzenia obecności danego płynu ustrojowego i coraz częściej wykorzystuje zaawansowane techniki biologii molekularnej, proteomiki oraz spektroskopii umożliwiające precyzyjne określenie rodzaju materiału biologicznego oraz jego znaczenia dowodowego.
Pierwszym etapem analizy śladów biologicznych jest ich wykrycie i zabezpieczenie. W przypadku krwi tradycyjnie wykorzystuje się testy przesiewowe, takie jak reakcja z luminolem lub fluoresceiną. Luminol jest związkiem chemicznym emitującym światło w obecności hemoglobiny, czyli białka odpowiedzialnego za transport tlenu w krwinkach czerwonych. Dzięki temu możliwe jest ujawnienie nawet bardzo słabo widocznych śladów krwi, które zostały częściowo usunięte lub zamaskowane. Jednak testy przesiewowe nie dostarczają pełnej pewności co do rodzaju materiału biologicznego, dlatego konieczne są dalsze badania potwierdzające. Współczesne laboratoria coraz częściej wykorzystują metody spektroskopowe pozwalające na szybkie i nieniszczące badanie śladów bez konieczności pobierania dużej ilości materiału. Jak wskazano w przeglądzie opublikowanym w „Analytica Chimica Acta”, techniki takie jak spektroskopia Ramana, spektroskopia w podczerwieni oraz analiza fluorescencji umożliwiają odróżnienie krwi, śliny, nasienia i innych płynów ustrojowych na podstawie ich charakterystycznego „odcisku chemicznego”, czyli unikalnego zestawu sygnałów odpowiadających obecnym związkom chemicznym. Metody te mają szczególne znaczenie w sytuacjach, gdy materiał biologiczny występuje w niewielkich ilościach lub znajduje się na trudnych podłożach.
Znaczący postęp w identyfikacji płynów ustrojowych przyniosły badania nad wykorzystaniem kwasu rybonukleinowego informacyjnego mRNA (ang. messenger RNA), będącą cząsteczką pośredniczącą pomiędzy informacją genetyczną zawartą w DNA a syntezą białek. Poszczególne tkanki i płyny ustrojowe wykazują charakterystyczne wzorce ekspresji genów, co oznacza, że produkują odmienne zestawy cząsteczek mRNA. Dzięki temu możliwe stało się określenie, czy badany ślad pochodzi z krwi, śliny, nasienia lub wydzieliny dróg rodnych. Szczególnie istotne było badanie Hanson i in. opublikowane (2023), w którym opracowano jednoetapowy test odwrotnej transkrypcji i reakcji łańcuchowej polimerazy RT-PCR (ang. Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction), umożliwiający szybką identyfikację płynów ustrojowych. Autorzy wykazali wysoką czułość oraz swoistość zastosowanych markerów mRNA, a także zdolność wykrywania składników mieszanin różnych płynów biologicznych. Jest to niezwykle ważne w praktyce kryminalistycznej, ponieważ na miejscu przestępstwa często występują złożone mieszaniny materiału biologicznego pochodzącego od kilku osób.
Kolejnym ważnym osiągnięciem były badania opublikowane w 2024 roku przez Wanga i in. Naukowcy opracowali metodę wykorzystującą markery mRNA połączone z polimorfizmami insercyjno-delecyjnymi regionów kodujących cInDels (ang. coding region insertion-deletions). Rozwiązanie to pozwala nie tylko określić rodzaj płynu ustrojowego, ale również przypisać go konkretnemu dawcy w przypadku mieszaniny materiału biologicznego pochodzącego od kilku osób. Problem ten od dawna stanowił jedno z największych wyzwań kryminalistyki. W klasycznej analizie DNA możliwe jest ustalenie profilu genetycznego osób obecnych w próbce, jednak nie zawsze wiadomo, który profil odpowiada konkretnemu płynowi ustrojowemu. Zastosowanie markerów cInDels umożliwia bezpośrednie połączenie informacji o rodzaju płynu z informacją o jego dawcy, co znacząco zwiększa wartość dowodową uzyskanych wyników.
Oprócz badań genetycznych coraz większą rolę odgrywa proteomika, czyli nauka zajmująca się analizą białek. Białka są produktami ekspresji genów i często wykazują dużą specyficzność tkankową. Van Steendam i in. (2013) wykazali, że spektrometria mas może być skutecznie wykorzystywana do identyfikacji biologicznego pochodzenia śladów kryminalistycznych. Spektrometria mas jest techniką pozwalającą na identyfikację cząsteczek na podstawie ich masy oraz charakterystycznego wzoru fragmentacji. W badaniu analizowano próbki krwi, śliny, nasienia oraz wydzieliny pochwowej, identyfikując charakterystyczne zestawy białek specyficzne dla każdego rodzaju materiału. Szczególną zaletą tej metody jest możliwość jednoczesnej identyfikacji gatunku biologicznego oraz rodzaju płynu przy minimalnym zużyciu próbki. Jest to niezwykle istotne w przypadku śladów o niewielkiej objętości, gdzie zachowanie materiału do późniejszej analizy DNA ma kluczowe znaczenie.
W ostatnich latach rozwijane są również metody oparte na fluorescencji. Badanie Achetib i in. (2023), wykazało, że różne płyny ustrojowe emitują odmienne sygnały fluorescencyjne wynikające z obecności specyficznych cząsteczek biologicznych. Fluorescencja jest zjawiskiem polegającym na emisji światła przez substancję po wcześniejszym pochłonięciu promieniowania o określonej długości fali. Autorzy wykazali możliwość odróżnienia krwi, śliny, nasienia oraz moczu na podstawie charakterystycznych widm fluorescencyjnych. Zaletą tej metody jest szybkość działania oraz brak konieczności niszczenia próbki, co czyni ją szczególnie atrakcyjną dla techników kryminalistycznych pracujących bezpośrednio na miejscu zdarzenia.
Analiza krwi w kryminalistyce nie ogranicza się jednak wyłącznie do identyfikacji materiału biologicznego. Bardzo ważnym obszarem jest analiza wzorów plam krwawych BPA (ang. Bloodstain Pattern Analysis). Metoda ta polega na badaniu kształtu, wielkości, rozmieszczenia oraz kierunku rozprzestrzeniania się plam krwi. Na podstawie tych informacji możliwe jest odtworzenie przebiegu zdarzeń, określenie pozycji ofiary i sprawcy, kierunku działania siły oraz rodzaju użytej przemocy. Współczesne badania wskazują, że analiza wzorów krwawych może dostarczać cennych informacji dotyczących mechanizmu powstania obrażeń. Singh, Gupta i Rathi wykazali, że różne rodzaje oddziaływań mechanicznych prowadzą do powstawania charakterystycznych wzorów rozprysku krwi. Uderzenia tępym narzędziem, postrzały oraz obrażenia cięte generują odmienne układy plam, które mogą być rozpoznawane przez doświadczonych ekspertów.
Znaczenie BPA zostało dodatkowo potwierdzone w badaniu De Castelli i in. (2023) dotyczącym rozróżniania śladów powstałych podczas deptania w kałuży krwi od śladów powstałych wskutek celowego kopania ofiary. Autorzy wykazali, że wzory rozprysków na obuwiu różnią się istotnie pomiędzy tymi sytuacjami. W przypadku kopania obserwowano większą liczbę drobnych rozprysków uderzeniowych, natomiast chodzenie po krwi prowadziło głównie do powstawania dużych plam kontaktowych. Wyniki te pokazują, że analiza plam krwawych może dostarczać informacji o konkretnych działaniach podejmowanych podczas zdarzenia.
Współczesna kryminalistyka coraz częściej integruje różne źródła danych biologicznych. Informacje uzyskane z identyfikacji płynu ustrojowego, profilowania DNA, analizy białek oraz interpretacji wzorów plam krwawych są łączone w celu stworzenia możliwie najpełniejszego obrazu zdarzenia. Takie podejście pozwala nie tylko ustalić obecność danej osoby na miejscu przestępstwa, ale również określić jej potencjalną rolę w badanym incydencie. Szczególne znaczenie ma to w sprawach dotyczących przestępstw seksualnych, zabójstw oraz zdarzeń z udziałem wielu osób.
Pomimo ogromnego postępu technologicznego analiza śladów biologicznych nadal wiąże się z pewnymi ograniczeniami. Degradacja materiału biologicznego pod wpływem temperatury, wilgotności czy działania mikroorganizmów może utrudniać identyfikację markerów molekularnych. Dodatkowym problemem są mieszaniny materiału biologicznego oraz możliwość zanieczyszczenia próbek. Dlatego współczesne badania koncentrują się na opracowywaniu coraz bardziej czułych i specyficznych metod analitycznych zdolnych do pracy z minimalnymi ilościami materiału.
Analiza krwi i płynów ustrojowych pozostaje jednym z filarów współczesnej kryminalistyki. Rozwój biologii molekularnej, proteomiki, spektrometrii mas oraz nowoczesnych metod spektroskopowych znacząco zwiększył możliwości wykrywania i interpretacji śladów biologicznych. Obecnie ślady te dostarczają nie tylko informacji o tożsamości osób związanych ze zdarzeniem, ale również o rodzaju pozostawionego materiału biologicznego, jego pochodzeniu oraz przebiegu wydarzeń. Dzięki temu analiza biologiczna stała się jednym z najpotężniejszych narzędzi wspomagających wymiar sprawiedliwości w ustalaniu prawdy o przebiegu przestępstw.
Literatura:
Achetib N., Falkena K., Swayambhu M., Aalders M.C.G., van Dam A. (2023). Specific fluorescent signatures for body fluid identification using fluorescence spectroscopy. Scientific Reports, 13(1), 3195.
De Castelli E., Watson S., Carr D.J., Taylor M.C., de Ronde A. (2023). Distinguishing between stamping in blood from walking through blood using blood pattern analysis. Forensic Science International, 350, 111805–111805.
Hanson E.K., Ballantyne K.N., Butler J.M., Harbison S.A. (2023). One-step endpoint RT-PCR assays for confirmatory body fluid identification. Forensic Science International: Genetics, 64, 102856–102856.
Singh P., Gupta N., Rathi R. (2021). Blood pattern analysis—a review and new findings. Egyptian Journal of Forensic Sciences, 11(1), 9–9.
Van Steendam K., De Ceuleneer M., Dhaenens M., Van Hoofstat D., Deforce D. (2013). Mass spectrometry-based proteomics as a tool to identify biological matrices in forensic science. International Journal of Legal Medicine, 127(2), 287–298.
Wang Y., Zhang X., Liu H., Li J., Zhao Y. (2024). An mRNA profiling assay incorporating coding region InDels for body fluid identification and the inference of the donor in mixed samples. Forensic Science International: Genetics, 69, 102979–102979.