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- Insertion/Delection Polymorphism and forensic aplications: A preliminary studyPublication . Vieira Da Silva, Cláudia; Matos, Sara; Amorim, António; Afonso Costa, Heloísa; Morais, Paulo; Santos, Rodolfo; Espinheira, Rosa; Santos, J. CostaThe human genetic identification is usually based on the study of STR markers, robust and reliable for samples containing relatively small quantities of DNA. Recent advances in forensic genetics have focused on the development of genotyping assays using shorter amplicons, in order to improve the successful amplification of degraded samples. Single Nucleotide Polymorphisms (SNP) and Insertion/Deletion polymorphisms (INDEL), length polymorphisms created by insertions or deletions of one or more nucleotides in the genome, have considerable potential in this kind of forensic samples, usually present in identification casework, since they can combine desirable characteristics of both, STR and SNP. In this study, a set of 30 biallelic Deletion/Insertion polymorphisms (DIP or INDEL) distributed over 19 autosomes plus Amelogenin in a single multiplex PCR reaction was applied to 100 healthy and unrelated caucasian individuals. Statistical analysis revealed that the 30 biallelic markers can provide satisfactory levels of informativeness for forensic demands.
- Forensic genetic analysis of South Portuguese population with the six dye Powerplex® Fusion 6CPublication . Vieira Da Silva, Cláudia; Afonso Costa, Heloísa; Porto, Maria João; Cunha, E; Corte Real, F.; Amorim, AntónioAs an improvement in efficiency and in Human Discrimination Power, the new six dye multiplex kit PowerPlex® Fusion 6C System, by Promega, available for human identification can co-amplify 27 loci, in a single reaction, have been introduced in the last years with great success. This kit allows the amplification and detection of autosomal loci included in the expanded Combined DNA Index System CODIS, plus the loci Penta D, PENTA E and SE33 as well as Amelogenin for gender determination. Furthermore, this kit includes three Y –STRs (DYS391, DYS576 and DYS570), allowing allelic attribution in a total of 27 loci. This genetic markers extension satisfies not only CODIS but also European Standard Set recommendations. Thinking about continuous human migration movements, especially in a very cosmopolitan region like Lisbon and south of Portugal, and also, in keeping population studies and actualized STR databases we decided to update our previous studies. Our sample is composed of 600 unrelated individuals, from paternity testing with laboratory identity anonymised. DNA was extracted by Prep-n-go BufferTM(Thermo-Fisher Scientific). PCR amplification was performed with PowerPlex® Fusion 6C System, according to manufacturer’s guidelines. Fragment analysis was carried out in an Applied Biosystems® 3500 Genetic Analyser. Electrophoresis results were analysed with GeneMapper® ID-X v1.4. Allele frequencies and population statistics, including Hardy-Weinberg equilibrium p-values from exact test probabilities and forensic parameters were calculated with adequate software. In conclusion, our population information was updated in order to apply most recent data in our casework weight of evidence.
- Population Genetic Data for F13A01, FES/FPS, F13B and LPL in the South Portuguese PopulationPublication . Vieira da Silva, Cláudia; Amorim, António; Afonso Costa, Heloísa; Espinheira, Rosa; Costa Santos, JorgeDNA parentage testing is currently performed using several highly polymorphic short tandem repeats (STRs). In our routine casework, we apply two validated STRs kits, in order to have results in the 13 codis loci plus D2S1338, D19S433, PENTA E, PENTA D, and Amelogenin. In complex and deficient paternity cases it is often necessary to increment the number of studied STRs. For this reason, we introduced in our laboratory GenePrint® FFFL Multiplex kit, which can provide results in F13A1, FES/FPS, F13B, and LPL using the GenePrint® FFFL System (Promega, USA) kit. In this study, we analyzed 150 unrelated and healthy individuals from the south Portugal population. Allele frequencies and statistical parameters were estimated with Arlequin 3.5.1.2. Paternity Statistics were calculated using software package PowerStats v12. The forensic efficiency values suggested that loci F13A01, FES/FPS, F13B, and LPL are discriminative and very useful to solve complex forensic casework, and should be added to the set of STRs loci routinely used in Forensic laboratories. In conclusion, an additional 4 loci dataset was established for the south Portuguese population, which can be used for both forensic casework and complex kinship testing
- Investigação de parentesco biológico: a importância de marcadores adicionais em casos de especial complexidadePublication . Rodrigues, Diogo; Vieira Da Silva, Cláudia; Carvalho, Mónica; Afonso Costa, Heloísa; Sampaio, Lisa; Cunha, E; Corte Real, F.; Amorim, AntónioA grande maioria das perícias de investigação de parentesco biológico realizadas pelo Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciências Forenses (INMLCF) têm inicio com a ordem do Tribunal para realização da mesma. O mais frequente é o Tribunal dar ordem para nos serem presentes, como intervenientes, um trio constituído por um suposto pai, uma mãe e um(a) filho(a), havendo, no entanto, variações quanto ao número ou tipo de intervenientes, o que pode resultar em maior dificuldade em apresentar resultados com a robustez desejada. Em qualquer dos casos, genericamente, as conclusões possíveis de um estudo de parentesco biológico e mais concretamente de um estudo de paternidade são a exclusão ou não exclusão de paternidade relativamente ao suposto pai em estudo. A conclusão pela não exclusão é sempre acompanhada pela valorização estatística dos resultados, designadamente através do cálculo e apresentação do Índice de Parentesco (IP) e da Probabilidade de Parentesco (W). No caso de uma perícia de investigação de parentesco em que nos seja presente unicamente um filho biológico do suposto pai e um suposto filho biológico, sem possibilidade de estudo das amostras das respetivas mães biológicas nem da amostra biológica do suposto pai, e nos é pedido o estudo sobre a possibilidade de ambos serem filhos biológicos do mesmo pai, a impossibilidade de exclusão da paternidade pode estar associada a valores calculados de IP que podem ser pouco robustos. O ensaio Investigator® HDplex permite o estudo de marcadores genéticos adicionais aos habitualmente estudados na rotina pericial do INMLCF.
- The role of DNA concentrations in forensic casework results : regression models applicationPublication . Vieira Da Silva, Cláudia; Amorim, António; Afonso Costa, Heloísa; Porto, Maria João; Corte Real, F.; Antunes, MariliaIn forensic DNA typing, short tandem repeats (STRs) are the most frequently genotyped markers in order to distinguish between individuals and to relate them to a crime or to exonerate the innocent. In recent years, new controversies have arisen with the advent of more sensitive techniques, allowing profiles to be recovered from minimum amounts of DNA, hence, bringing challenges to weight of evidence evaluation for forensic DNA profiles obtained from low template DNA samples. Introduction of interpretation models, or even new weight of evidence software should be accompanied by a measure of uncertainty that is part of any biological analysis. Specially, due to stochastic effects, the reliability of the obtained profiles might differ between machinery, workflow and also PCR settings in use in different laboratories. In this work we try to understand the relation between Peak Area, DNA concentration and also size marker, using adequate regression models. Buccal swabs from 180 individuals, with unknown identity, were selected for this study. DNA was extracted with prep-n-go™ buffer and quantified using Quantifiler® Trio DNA Quantification kit in a 7500 Real-Time PCR System (Applied Biosystems). STR amplification was performed with Powerplex Fusion 6C amplification kit (Promega). Amplified PCR products were separated and detected in an Applied Biosystems® 3500 Genetic Analyzer using manufacturer’s conditions. Electrophoresis results were analysed with GeneMapper® ID-X v1.4. Statistical analysis was performed with R Studio. Our results allow having an important overview about the relation between DNA concentrations, peak area, and size of the studied genetic markers.
- Y-Filer Plus® genetic characterization of caucasian individuals from South PortugalPublication . Vieira da Silva, Cláudia; Afonso Costa, Heloísa; Proença, Marta; Ribeiro, Teresa; Porto, Maria João; Amorim, AntónioDue to their paternal inheritance, Y-STRs offers particular perspectives for identification and kinship analysis and are also a precious tool in sexual assault cases with relatively high amount of female DNA and also in mixtures from multiple male donors. Nonetheless their value, there are some limitations to their use in forensic investigations since their ability to discriminate between individuals is considerably lower than that of the autosomal STRs set, mainly in cases with close or distant patrilineal relatives.One of the most recently developed Y-STR kit, Y-Filer Plus® (Life Technologies, Foster city, USA), allows forensic geneticists to study 27 Y-chromosomal loci. All the 16 markers included in the Y-Filer® kit (Life Technologies, Foster city, USA), plus 9 additional markers: DYS576, DYS627, DYS460, DYS518, DYS570, DYS449, DYS481, DYF387S1 and DYS533, six of which (DYS576, DYS627, DYS518, DYS570, DYS449 and DYF387S1) are characterized as “rapidly mutating”, and can differentiate between unrelated individuals and possibly between male relatives.Allelic frequencies were estimated with Arlequin v. 3.5. Gene and Haplotype diversities were estimated according to Nei formula. The discrimination capacity was also calculated by dividing the number of different haplotypes by the total number of individuals in the sample. The fraction of unique haplotypes was determined as the percent proportion of unique haplotypes. In conclusion, the recently introduced Y-Filer Plus® system provides innovative discriminatory power for forensic application
- Variabilidade da quantidade de ADN em zaragatoas bucais –estudo preliminarPublication . Lucas, Isabel; Oliveira, Rita; Dourado, Catarina; Dario, Paulo; Reis, R.; Vieira Da Silva, Cláudia; Amorim, António; Afonso Costa, Heloísa; Simão, F.; Ribeiro, Teresa; Porto, Maria João; Costa Santos, JorgeOs laboratórios de Genética Forense têm como objetivo a obtenção de perfis genéticos com vista à identificação humana, para a resolução de perícias do âmbito cível e criminal. Com vista à obtenção dos perfis genéticos dos indivíduos, é necessário efetuar colheitas de amostras biológicas dos mesmos, denominadas por amostras de referência. As mais comummente usadas são as obtidas por descamação do epitélio da mucosa bucal, com recurso ao uso de zaragatoas bucais. A variabilidade da quantidade de células colhidas através deste procedimento, pode ser originada por diversos fatores. O objetivo deste estudo é avaliar fatores que eventualmente possam contribuir para tal facto.
- Metodologias para preparação e extração de ADN de fragmentos humanos antigos: uma revisão preliminarPublication . Franco, Magda; Correia Dias, Helena; Balsa, Filipa; Serra, Armando; Afonso Costa, Heloísa; Nascimento, Rui; Corte Real, Francisco; Cainé, Laura; Amorim, AntónioO Laboratório de ADN Antigo do Serviço de Genética e Biologia Forenses da Delegação do Centro do Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciências Forenses (INMLCF) tem como objetivo, entre outros, analisar fragmentos humanos antigos (ossos e dentes). Pretende assim, através de análises genéticas, contribuir para estudos relacionados com a evolução de populações antigas humanas, assim como a sua relação com a população atual. A reduzida quantidade de ADN e o elevado nível de degradação são dois dos desafios mais comuns quando se trabalha com ADN antigo (aDNA). É crucial diferenciar o ADN exógeno do aDNA autêntico, visto que estas amostras estão sujeitas a contaminações ambientais e humanas. Tendo em conta a pouca qualidade esperada das amostras, será mais eficaz o estudo do ADN mitocondrial (mtDNA) do que do ADN nuclear, já que o mtDNA está presente nas células num maior número de cópias e apresenta uma configuração molecular circular fechada, que resulta numa maior proteção. Por outro lado, como este ADN é herdado apenas por via materna, o seu estudo não é muito utilizado nas identificações individuais, mas é uma fonte importante de ADN para realizar estudos populacionais, sendo que nos permite obter informações sobre as linhagens maternas dos indivíduos. De acordo com a literatura, os métodos de pré-processamento usados antes da extração de ADN podem afetar a autenticidade e a quantidade de ADN obtido. Várias técnicas de pré-tratamento são utilizadas atualmente, tais como, limpeza da superfície do osso com lixívia, seguido de limpeza com água e, por fim, com etanol. Também é utilizada luz UV para garantir que o ADN extraído será autêntico e não de fontes exógenas. Em análises forenses, os dentes e ossos são normalmente reduzidos a pó para a extração de ADN. Tem sido também demonstrado que é possível obter bons resultados com um método diferente -"scrapping"-, sendo que esta técnica preserva melhor a amostra. No entanto, é necessário avaliar a idade, o estado e o nível de degradação do osso/dente, sendo que amostras frágeis podem ser quebradas facilmente, mesmo com este método. Na fase de extração, existem vários métodos que podem ser usados: métodos baseados em colunas (rápidos,mas produzem pouca quantidade de ADN); e métodos baseados em sílica, precipitação e microfiltros (demorados e trabalhosos, mas produzem melhores resultados). Também existe o método de fenol-clorofórmio (ainda de referência e utilizado por vários anos), que é trabalhoso e envolve riscos para o operador. Em suma, é importante fazer uma revisão dos métodos mais adequados para o tratamento e extração destas amostras difíceis, tendo em conta a manutenção da integridade das mesmas, para que possam ser utilizadas em investigações futuras ou expostas em museus. Assim, esta revisão serve como um primeiro passo para a implementação das metodologias mais adequadas para a obtenção de aDNA autêntico de restos humanos antigos para estudos futuros no Laboratório de ADN Antigo do INMLCF.
- ADN antigo: perspetivas e desafiosPublication . Correia Dias, Helena; Franco, Magda; Balsa, Filipa; Serra, Armando; Afonso Costa, Heloísa; Nascimento, Rui; Corte Real, Francisco; Cainé, Laura; Amorim, AntónioO DNA antigo (aDNA) pode ser uma fonte crucial de informação para estudos sobre a evolução e história das populações, revelando aspetos importantes, como migrações e interações humanas. Desde o primeiro estudo baseado no isolamento de aDNA, em 1984, novos desafios e oportunidades surgiram na área. Ao longo dos anos, com as melhorias técnicas nos métodos de extração de ADN e a emergência de novas metodologias de sequenciação de alto rendimento, como massive parallel sequencing, foram também impulsionadas novas perspetivas neste campo. Os restos humanos antigos, provenientes de escavações arqueológicas e de coleções museológicas, podem ser difíceis de analisar, principalmente devido à contaminação por ADN moderno, à degradação e exiguidade do aDNA, à contaminação laboratorial, ao armazenamento incorreto, às condições ambientais, entre outros. Além disso, apesar de muitos métodos de pré-tratamento terem sido propostos, poucos estudos relatam a preservação da estrutura e integridade do espécime. Os ossos e dentes são, muitas vezes, a única evidência da existência de um indivíduo ou população e devem ser analisados, mas essencialmente preservados. A análise de aDNA consiste, resumidamente, na preparação da amostra (usando, preferencialmente, um método não invasivo), extração de ADN, quantificação de ADN, PCR e sequenciação. O processo de preparação da amostra é determinante devido às características particulares do aDNA, como a baixa quantidade e a extensa degradação. Uma das questões mais importantes é a autenticidade do aDNA, sendo essencial minimizar o risco de contaminação por ADN moderno. Na extração de ADN, considerando amostras museológicas, é necessário selecionar um método não destrutivo, seguido de um método de quantificação preciso, que permita também otimizar a extração e detectar inibidores da PCR. A PCR deve também ter características específicas, comparando com a amplificação tradicional. Uma PCR dividida em dois passos é essencial para ultrapassar os artefactos do aDNA degradado. É aconselhável fazer múltiplas reações de PCR da mesma amostra e depois sequenciar as réplicas por sequenciação de Sanger. Após alinhamento e comparação das múltiplas sequências, a sequência de interesse é obtida. Recentemente, o Serviço de Genética e Biologia Forenses da Delegação do Centro (SGBF-C) do Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciências Forenses (INMLCF) criou um Laboratório de ADN Antigo com o objectivo principal de estudar amostras arqueológicas com diferentes intervalos post-mortem. Considerando que a análise de aDNA desempenha um papel crucial nos estudos arqueológicos e paleogenómicos, o objectivo da presente comunicação é divulgar e partilhar na comunidade científica o nosso novo Laboratório de ADN Antigo do INMLCF e mostrar o seu potencial para a expansão da investigação em aDNA, sendo que este laboratório está integrado num projecto científico que estuda comunidades da pré-história recente, na região centro de Portugal (MEDICE II).
- Aplicação forense de marcadores genéticos de ancestralidade biogeográfica e características visíveis externamente: interpretação e relatório pericialPublication . Afonso Costa, Heloísa; Amorim, António; Nascimento, Rui; Cainé, Laura; Cunha, Eugénia; Corte Real, FranciscoA capacidade de multiplexação da sequenciação massiva em paralelo (MPS), em simultâneo com a capacidade de análise de diversos tipos de marcadores genéticos, conduziu a genética forense a uma utilização mais frequente dos polimorfismos de nucleotído único (SNPs). Iniciaram-se, também, as análises denominadas Forensic DNA Phenotyping (FDP) que incluem a inferência da ancestralidade biogeográfica (BGA) e a inferência das características visíveis externamente (EVC) a partir de uma amostra biológica. Características que poderão orientar a investigação e a pesquisa em registos, dotando o ADN da capacidade de atuar como testemunha. No entanto, a interpretação de genótipos e haplótipos de BGA pode ser desafiadora, faltando ainda, orientações e harmonização sobretudo sobre a forma de expor os resultados obtidos. Este trabalho tem como objetivos apresentar o método desenvolvido no Serviço de Genética e Biologia Forenses da Delegação do Sul (SBGF-S) para a determinação dos marcadores BGA e EVC; e apresentar um modelo de relatório pericial que pretende explanar os procedimentos a que a amostra foi submetida e traduzir os resultados em conclusões adequadas e percetíveis. Foram analisadas amostras colhidas após consentimento informado livre e esclarecido aprovado pela comissão ética e científica do INMLCF. As amostras foram extraídas com PrepFiler Express BTA™ Forensic DNA Extraction Kit e quantificadas com Quantifiler™ Trio DNA Quantification Kit. A preparação de bibliotecas de 41 SNPs autossómicos informativos para a EVC, 163 SNPs autossómicos de ancestralidade, e 116 Y-SNPs específicos de linhagem paterna incluídos no Ion AmpliSeq™ PhenoTrivium Panel, foi realizada de forma manual. A preparação de bibliotecas de ADN mitocondrial (ADNmt) foi realizada num equipamento Ion Chef™ com o Precision ID mtDNA Whole Genome Panel. A preparação do template e carregamento do Ion 530™ Chip foi realizada num Ion Chef™ utilizando o Ion S5™ Precision ID Chef & Sequencing Kit. A sequenciação foi realizada num Ion GeneStudio™ S5 System. A análise primária da sequência detetada foi realizada no Servidor Torrent em relação ao genoma de referência, hg19. A tipagem genética foi realizada utilizando o plugin HIDGenotyper-2.2 e a previsão BGA foi determinada com o Converge™ Software, baseada num método de bootstrap e um intervalo de confiança de 95%. A população de referência utilizada, compreende sete populações da base de dados ALFRED: África, América, Leste Asiático, Europa, Oceânia, Sul da Ásia e Sudoeste Asiático. A ancestralidade paterna e materna foi determinada recorrendo ao software YLeaf e à base de dados EMPOP, respetivamente. A predição do fenótipo foi obtida usando o Erasmus HPS Webtool. O conjunto dos SNPs autossómicos de ancestralidade, SNPs específicos de linhagem paterna e materna, e SNPs autossómicos fenotípicos, escolhidos, mostraram-se adequados para a determinação da BGA e EVC de uma amostra desconhecida, tendo sido elaborado o relatório pericial modelo.