物体表面灰尘采集及DNA提取方法优化研究

作     者：杨琪 彭加金 王乐 卢颀 梅宏成 戈文东 张涛 季安全 叶健 康克莱 

作者机构：中国人民公安大学 公安部鉴定中心法医遗传学公安部重点实验室 昆明医科大学法医学院 福建省公安厅刑事技术总队 新疆生产建设兵团公安局 

出 版 物：《生物化学与生物物理进展》 (Progress in Biochemistry and Biophysics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 0838[工学-公安技术] 100105[医学-法医学] 10[医学] 

基　　金：公安部鉴定中心基本科研业务费(2022JB022) 公安部科技强警基础工作计划(2023JC14)资助项目 

主　　题：灰尘DNA 灰尘采集 DNA提取 微生物组 

摘      要：目的 灰尘作为法庭科学极具特色和应用价值的物证，其中包含丰富的环境DNA信息，逐渐成为领域内的前沿研究热点。然而，作为办案应用中的关键基础环节，从法庭科学领域实际应用出发的物体表面灰尘的采集及DNA提取研究，仍亟待开展。方法 使用Copan Liquid Amies Elution Swab拭子擦拭物体表面采集灰尘，将采集样品管内拭子头、沉淀、上清液分别提取DNA，评估DNA含量从而选定应处理和裂解的样品管内成分。按照5种不同采样面积(25～400 cm2)采集灰尘样本并检测DNA浓度，确定合适的采样面积。比较3种商业化DNA提取试剂盒对灰尘样本的提取效果，并检测评估提取的灰尘DNA片段大小、提取的灰尘DNA是否含人源DNA，同时通过16S rDNA扩增子测序分析物体表面灰尘DNA中的细菌信息，从而建立灰尘DNA提取产物的质量控制方法。针对DNA提取中的细胞裂解关键步骤，比较评估在不同的细胞裂解方式以及震荡裂解次数下提取DNA的量，从而建立适合灰尘DNA提取的细胞裂解方法。结果 灰尘采样管内沉淀与拭子头为DNA的主要来源部位，后续提取时均应纳入处理。灰尘的采样面积与灰尘DNA浓度呈正相关，且灰尘采样面积宜大于5 cm×5 cm。使用DNeasy PowerSoil Pro试剂盒可以获得较高的DNA产量，同时3种DNA提取试剂盒提取的DNA片段大小均无显著差异，从上述灰尘样本提取的DNA中未检出人源DNA，而物体表面灰尘DNA中含有细菌DNA，并且不同采样点之间的微生物物种组成存在差异。此外，使用生物样品均质器进行研磨裂解4 min（2 min×2次）时，得到的灰尘DNA浓度最高。结论 灰尘DNA的提取与采样面积、提取试剂盒、裂解方式均有关，建立完整且适合的灰尘DNA提取方案至关重要。这不仅为研究挖掘灰尘中的环境DNA数据打下基础，还为环境样本的实际办案应用提供了方法参考。