ADLİ BİLİMLERDE DNA METİLASYONLARI KULLANILARAK BİREYSEL YAŞ TAHMİNİ

Abstract

Kimliklendirmenin sağlanmasında yaş tahmini oldukça önemlidir. Yaş tahminini genellikle iskelet ve diş kalıntılarının incelendiği antropolojik ve odontolojik çalışmalarla gerçekleştirilir. Dişlerin sürme safhaları, kafatası süturları kaynaşma safhaları, kaburga kemiklerinin sternal uçları gibi belirli tipte ve sınırlı sayıda kalıntıların incelendiği çalışmaların ciddi sınırlılıkları vardır. Bu sınırlılıklar ise yaşlanma boyunca kademeli değişim gösteren biyomoleküllerin incelendiği moleküler mekanizmaların araştırılmasıyla giderilmiştir. Bunlar; mitokondriyal DNA delesyonlarının, telomer kısalmalarının, ileri glikasyon son ürünlerinin(AGEs), aspartik asit rasemizasyonunun(AAR) ve sjTRECsin (kandaki T-lenfosit hücre DNA’larının yeniden düzenlenmesiyle oluşan spesifik DNA’ların) incelendiği yöntemlerdir. Bu yöntemlerinde belirli tipteki örneklere uygulanabilmesi, bağışıklığı etkileyen durumlarda hatalı sonuçlara neden olması ve uygulanışında karşılaşılan diğer teknik problemler nedeniyle ciddi sınırlılıkları mevcuttur. Diğer alanlarda, metilasyon temelli yaş tahmin algoritmalarının geliştirildiğini rapor eden çalışmalar adli bilimlerde DNA metilasyonlarının kullanımına dikkatleri çekmiştir. Bell ve ark. tarafından yapılan çalışmada kişinin metilasyon profilinin zamanla değiştiği ve bunun yaş tahmininde kullanılabileceği belirtilmiştir. Gelişmeleri takiben yapılan çalışmalar DNA metilasyonlarının olay yerinde karşılaşılabilecek hemen hemen her dokuda, yüksek doğrulukta yaş tahmini yapmaya olanak sağladığını belirtmiştir. Bu derlemede adli bilimler alanında DNA metilasyonları kullanılarak gerçekleştirilmiş çalışmalar hakkında bilgi vererek çeşitli yaş tahmin algoritmalarının geliştirilmesine yönelik çalışmalara katkı olmak amaçlanmıştır.

Keywords

• DNA Metilasyonu
• Yaş Tahmini
• Yaş-Spesifik CpG

NDİVİDUAL AGE ESTİMATİON USİNG DNA METHYLATİON İN FORENSİC SCİENCE

Abstract

Age estimation is very important in providing forensic identification. Age estimation is usually made by anthropological and odontological studies examining skeletal and dental remains. Studies examining certain types and limited number of remains such as eruption stages of teeth, fusion stages of skull sutures, sternal ends of rib bones have serious limitations. These limitations were overcome by investigating the molecular mechanisms of biomolecules that show gradual changes during aging. These; mitochondrial DNA deletions, telomere shortening, advanced glycation end products (AGEs), aspartic acid racemization (AAR) and sjTRECs (specific DNAs formed by rearrangement of T-lymphocyte cell DNAs in the blood) are examined. These methods have serious limitations as they can be applied to certain types of samples, cause incorrect results in cases affecting immunity, and other technical problems encountered in their application. Studies reporting the development of methylation-based age estimation algorithms in other fields have drawn attention to the use of DNA methylations in forensic science. Bell et al. It was stated in the study conducted that the methylation profile of a person changes over time and that it can be used in age estimation. Studies carried out following the developments stated that DNA methylations allow high-accuracy age estimation in almost every tissue that can be encountered at the crime scene. In this review, it is aimed to contribute to the development of various age estimation algorithms by giving information about the studies carried out using DNA methylations in the field of forensic sciences.

Keywords

• Age Estimation
• Age-dependent CpG
• DNA Methylation

References

1. Akay G., Atak N., ve Güngör K. (2018). Adli Diş Hekimliğinde Dişler Kullanılarak Yapılan Yaş Tayini Yöntemleri. Ege Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi. 39,(2) s.73-82. Bell, J., Loomis, A., Butcher, L., Gao, F., Zhang, B., Hyde, C.L., Sun,J. ve et al. (2014). Differential methylation of the TRPA1 promoter in pain sensitivity. Nature Comunications. 5, s.2978 https://doi.org/10.1038/ncomms3978.
2. CorreiaDias H., Cordeiro C., CorteReal F., Cunha E., ve Manco l. (2020). Age Estimation Based on DNA Methylation Using Blood Samples From Deceased Individuals. Journal of Forensic Sciences. 65, (2) s.465-470
3. Çeker D. (2018). Adli Antropolojide Yaş Tahmini Metodları. Ankara Üniversitesi Antropoloji Dergisi.35, s. 35-54.
4. Freire-Aradas A., Philips C. ve Lareu M.V. (2017). Forensic Individual Age Estimation with DNA: From Initial Approaches to Methylation Tests. Forensic Sciences Review. 29, s.121.
5. Grskovic´ B., Zrnec D., Vickovic´ S., Popovic´ M., ve Mrsˇic´ G. (2013). DNA Methylation: the Future of Crime Scene Investigation. Molecular Biology Reports.40,s.4349-4360.
6. Gunn P., Walsh S., ve Roux C. (2014). The Nucleic Acid Revolution Continues will Forensic Biology Become Forensic Molecular Biology. Frontiers in Genetics | Statistical Genetics and Methodology. 5, s.5-44.
7. Hong R. S., Shin J. K., Jung E. S., Lee H. E., ve Lee Y. H. (2019). Platform-İndependent Models for Age Prediction Using DNA Methylation Data. Forensic Science International: Genetics. 38 s.39-47.
8. Horvath S. (2013). DNA Methylation Age of Human Tissues And Cell Types. Genome Biology. 14, s-3156 https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-10-r115.

9. Jung E. S., Lim M. S., Hong R. S., Lee H. E., Shin J. K., ve Lee Y.H. (2019). DNA Methylation of the ELOVL2, FHL2, KLF14, C1orf132/MIR29B2C, and TRIM59 Genes for Age Prediction from Blood, Saliva, and Buccal Swab Samples. Forensic Science International: Genetics 38,s.1-8.
10. Kader F., ve Ghai M. (2015). DNA Methylation and Application in Forensic Sciences. Forensic Science International. 249, s.255-265.
11. Koch M. C., ve Wagner W. (2011). Epigenetic Aging Signature to Determine Age in Different Tissues. Agıng. (Albany NY). 3,s.1018-1027 https://doi.org/10.18632/ aging.100395.
12. Lee Y.H., Lee S.D., ve Shin K.J., (2016). Forensic DNA Methylation Profiling from Evidence Material for Investigative Leads. BMB Reports. 49, (7) s.359-369.
13. Naue J., Sanger T., Hoefsloot H.C.J, Lutz-Bonengel S., Kloosterman A.D., ve Verschure P.J. (2018). Proof of Concept Study of Age-Dependent DNA Methylation Markers Across Different Tissues by Massive Parallel Sequencing. Forensic Science International: Genetics.36,s.152-159.
14. Park J.L., Kim H.J., Seo E., Baea H.D., Kim Y.S., Lee C.H., Wooc K.M., ve Kim Y.S. (2016). Identification and Evaluation of Age-Correlated DNA Methylation Markers for Forensic Use. Forensic Science International: Genetics. 23,s.64-70.
15. Parson W. (2018). Age Estimation with DNA: From Forensic DNA Fingerprinting to Forensic (Epi)Genomics: A Mini-Review.64, (4). s.326-332.
16. Sağır S. (2013). Dişlerin Çıkış ve Gelişim Aşamalarından Yaş Tahmini Metodu Oluşturulması. (Yayınlanmış Doktora Tezi). Ankara Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Antropoloji (fizik antropoloji) Anabilim Dalı. Ankara.
17. Shi L., Jiang F., Ouyang F., Zhang J.,Wang Z., ve Shen X. (2018). DNA Methylation Markers in Combination with Skeletal and Dental Ages to İmprove Age Estimation in Children. Forensic Science International: Genetics. 33, s.1-9.
18. Smeers I., Decorte R., Van de Voorde W. ve Bekaert B. (2018). Evaluation of Three Statistical Prediction Models for Forensic Age Prediction Based on DNA Methylation. Forensic Science International: Genetics.34, s.128-133.
19. Vidaki A., Daniel B., ve Syndercombe-Court D. (2013). Forensic DNA Methylation Profiling-Potential Opportunities and Challenges. Forensic Science International: Genetics. 7, s.499–507.
20. Vidaki A., ve Kayser M. (2018). Recent Progress, Methods and Perspectives in Forensic Epigenetics, Forensic Science International: Genetics.37,s.180-195.
21. Yılmaz Usta N. D. (2014). İnsan İskeletlerinde Dental Yaş Tahmini Yöntemleri ve Bunların Adli Tıp ve Antropoloji Çalışmalarında Uygulanabilirliği. Uluslararası Hakemli Akademik Spor Sağlık ve Tıp Bilimleri Dergisi. 13, (4) s.72-95.
22. Yi H.S., Xu C. L., Mei K., Yang Z. R., ve Huang X.D. (2014). Isolation and Identification of Age-Related DNA Methylation Markers for Forensic Age-Prediction. Forensic Science International: Genetics. 11, s.117-125.
23. Xin Y., Dong K., Cao F., Tian Y., Sun J., Peng M., Liu W., ve Shi P. (2019). Studies of hTERT DNA Methylation Assays on The Human Age Prediction. International Journal of Legal Medicine.133 s.1333-1339. https://doi.org/10.1007/s00414-019-02076-3.
24. Xu C., Qu H., Wang G., Xie B., Shi Y., Yang Y., Zhao Z. , Hu L., Fang X., Yan J., Feng L. (2015). A Novel Strategy For Forensic Age Prediction By DNA Methylation And Support Vector Regression Model. Scientifics Reports. 5.(17788). https://doi. org/10.1038/srep17788.