本文關(guān)鍵詞： 手掌面皮膚 微生物群落 功能基因 穩(wěn)定性 差異性　出處：《中國人民公安大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前手掌面存在的微生物群落分析技術(shù)尚未在法庭科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的人源性DNA相比,人類手掌皮膚微生物組DNA的優(yōu)越性表現(xiàn)在:數(shù)量眾多、易于轉(zhuǎn)移、不易降解等。利用手掌面的皮膚微生物DNA進(jìn)行人身同一認(rèn)定的探究,不僅可以驗證其他方法獲得的鑒定意見的正確性,而且在特定條件下可作為常規(guī)方法的有效替代。本論文的研究目的是在建立系統(tǒng)化的手掌皮膚微生物組DNA處理方案的基礎(chǔ)上,開發(fā)利用新的功能基因通用引物,從穩(wěn)定性和差異性兩個方面來探索利用手掌皮膚微生物組DNA進(jìn)行人身同一認(rèn)定的可行性。通過實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析,篩選出一套提取皮膚微生物組的優(yōu)化實驗方案。建立了一系列已知序列信息、已知拷貝信息的模擬細(xì)菌群落,并利用多因素方差分析的方法,分析了DNA提取、PCR擴(kuò)增、樣品采集過程中各種實驗因素對測序結(jié)果的影響。該實驗方案不僅提高皮膚微生物組DNA提取的效率,同時盡量降低PCR過程中引物偏好性的影響,使得測序結(jié)果能真實地反映實際樣品的微生物群落組成特征。綜合分析目標(biāo)細(xì)菌種屬基因組和必需基因后,篩選出6個單拷貝的必需基因,分別是dnaK基因(chaperone Hsp70)、pyrH基因(uridylate kinase)、rpoA基因(RNA polymerase subunit alpha)、rpsH基因(30S ribosomal protein S8)、rpsL基因(30S ribosomal protein S12)及tsf基因(Elongation factor Ts)。在分析這些基因保守性區(qū)域的基礎(chǔ)上設(shè)計了一系列通用擴(kuò)增引物。首先利用電子PCR對引物的通用性和適用性進(jìn)行了篩選,通過PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化,成功擴(kuò)增出采集自手掌面皮膚的微生物組樣品,并將樣品中的OTU準(zhǔn)確地鑒定到種這一分類級別上。男性、女性兩名志愿者在2個月的時間內(nèi),其手掌面皮膚的微生物群落組成存在穩(wěn)定性特征。與女性志愿者相比,男性志愿者的左、右兩手間同享的OTU比例更高,且隨著時間的變化,穩(wěn)定地存在于男性志愿者的手掌面上的OTU種類更多。微生物群落組成結(jié)構(gòu)最相近的兩個樣品,其關(guān)系多為同一時間點采樣的左、右兩只手掌,或采樣時間點相近的樣品之間,此現(xiàn)象在男、女志愿者的樣品中均存在。手印遺留之后,隨時間的延長,其微生物群落組成存在穩(wěn)定性,但在一定程度上受空氣中微生物的影響。個人筆記本電腦的鍵盤上的微生物群落組成是具有穩(wěn)定性的。手印在捺印形成后一段較長的時期內(nèi),其微生物群落結(jié)構(gòu)的相似性與捺印當(dāng)日相比是非常高的。室內(nèi)空氣中Trabulsiel a屬的細(xì)菌含量的變化會對手印里微生物群落組成結(jié)構(gòu)的變化產(chǎn)生顯著的影響。dnaK基因、rpsL基因、rpsH基因片段的通用引物的擴(kuò)增產(chǎn)物測序結(jié)果能夠成功地將細(xì)菌種類鑒定到種這一級別,在分析不同個體之間差異性方面有較好的應(yīng)用前景。由不同的功能基因引物擴(kuò)增產(chǎn)物的測序結(jié)果,其分析出的微生物群落中細(xì)菌種類及比例有所不同。其主要的原因在于功能基因引物的通用性在不同細(xì)菌種屬之間存在差異造成。在不同的年齡、性別以及職業(yè)之間的個體,其手掌面皮膚表面微生物群落存在較大的差異性,不同組別內(nèi)存在特殊的OTU。本論文的研究結(jié)果在刑事科學(xué)技術(shù)中的可能應(yīng)用方向有以下幾個方面。可利用手掌面皮膚特定細(xì)菌OTU種類及比例特征進(jìn)行供體的年齡階段和性別進(jìn)行推斷,且可根據(jù)樣品測序結(jié)果中病原性細(xì)菌的異常推測供體的疾病。在手掌面皮膚上有一些穩(wěn)定存在的細(xì)菌種類,可在手印形成的過程中轉(zhuǎn)移至手印中,通過數(shù)據(jù)分析,可以通過將weighted unifrac距離分析手掌與手印間聯(lián)系起來。在手印遺留的過程中,空氣中的微生物群落會對手印上的微生物群落產(chǎn)生影響,應(yīng)同時對附近相似環(huán)境中幾乎無人觸摸的位置上同期取樣,方可分析分析手印的遺留時間。
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【學(xué)位授予單位】：中國人民公安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：D919.4
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本文編號：1546812