La genetica e le sue applicazioni in ambito forense
Bologna, 7-9 Settembre 2005
Test genetici nella investigazione
su frodi alimentari
e commercio di specie protette
Alessandra Rampazzo
Dipartimento di Biologia
Università degli Studi di Padova
Analisi della variabilità animale/vegetale
• L’identificazione
della
specie
di
appartenenza di campioni di origine
sconosciuta è di particolare interesse per
indagini nel campo delle sofisticazioni
alimentari e del commercio di esemplari
appartenenti a specie protette.
Ci sono sostanziali differenze in una
analisi forense su reperti umani ed una
su reperti di origine animale/vegetale?
• Nell’analisi della variabilità umana e
animale/vegetale, sono identici:
– Procedimenti di estrazione e tipizzazione
– Metodologie analitiche (multiplexing di
marcatori microsatelliti, analisi di regioni
del DNA mitocondriale)
– Criteri di attribuzione e/o di esclusione
APPLICAZIONI in campo animale:
• Identificazione di animali rapiti o trafugati
• Identità tra seme ed animale donatore
(inseminazione artificiale)
• Valutazione del pedigree di campioni
• Discriminazione tra animale nato in cattività ed
esemplare catturato in natura e contrabbandato
(repressione dei traffici illegali in accordo con
CITES, Convenzione sul Commercio Internazionale
di Specie in via di estinzione)
• Repressione frodi alimentari
Analisi forense implica:
– Identificazione delle caratteristiche individuali
(es. verificare se frammenti di tessuto rinvenuti
sul luogo dell’atto di bracconaggio possano
essere ricollegati a campioni di carne
conservata in un freezer)
- Identificazione delle caratteristiche della
specie e/o della popolazione di appartenenza
(es. definire gli ingredienti di alimenti,
identificazione di furti di organismi
appartenenti a varietà vegetali o a razze animali
patentate o certificate)
- Identificazione di Organismi Geneticamente
Modificati (OGM)
Marcatori utilizzati:
• Marcatori polimorfi del DNA
(marcatori microsatelliti o STR)
• Segmenti di geni del DNA
mitocondriale
PCR
(Polymerase Chain Reaction)
Marcatori microsatelliti
Short Tandem Repeats (STRs)
AATG
AATG
AATG
7 ripetizioni
8 ripetizioni
La regione ripetuta è variabile nei diversi individui
Riconoscimento di alleli di
marcatori STR
Marcatore 1
Marcatore 2
Marcatore 3
DNA mitocondriale
Per le sue caratteristiche, il DNA mitocondriale è
particolarmente adatto per l’analisi di campioni biologici
in cui il DNA sia scarso o degradato.
Citocromo b
Allineamento di sequenze del citocromo b
ottenute da soggetti appartenenti a specie
diverse:
Co-amplificazione di un tratto del
citocromo b e della regione D-loop
DNA Barcoding
COI =
Cytocrome c oxidase I
Species-specific DNA Barcodes
In futuro…
Tracciabilità
• “Tracciabilità” significa la capacità di
rintracciare e seguire un alimento, un
mangime, un animale produttore di
alimenti [o una sostanza] attraverso
tutti gli stadi della produzione e della
distribuzione.
(Regolamento CE/178/2002)
Tracciabilità molecolare
• I metodi basati sulla tracciabilità del DNA nelle
matrici alimentari sono piu’ affidabili di quelli
basati sulle proteine; infatti i trattamenti
industriali usati nella produzione di alimenti
portano alla degradazione di proteine e DNA.
Tuttavia, il DNA può ancora essere rintracciato
mediante l’uso di tecniche di biologia molecolare
basate sulla PCR (reazione a catena della
polimerasi).
Punti critici
della tracciabilità molecolare
• Estrazione di DNA di buona qualità ed in
quantità sufficiente
• Caratterizzazione di marcatori e geni
bersaglio più utili per il riconoscimento e
l’identificazione
• Validazione dei metodi in condizioni e
laboratori diversi
Caratteristiche dei marcatori e
geni bersaglio
• Sono
strumenti
per
consentire
l’identificazione del materiale di
origine (varietà, specie)
• In
particolare
sono
marcatori
molecolari specifici da usare con
piattaforme
tecnologicamente
avanzate per la genotipizzazione
qualitativa e quantitativa.
OGM
(organismi geneticamente modificati)
Plant biotechnology
Using plant
biotechnology, a
single gene may
be added to the
strand.
Desired gene Commercial variety New variety
(only desired gene is transferred)
=
(transfers)
Desired gene
CONCLUSIONI
L’analisi del DNA ha enormi potenzialità in
genetica forense, ma esistono alcuni limiti
legati principalmente alle metodologie
analitiche.