.: ORİJİNAL ARAŞTIRMA
Determination of Gene Frequency of 10 New STR Loci in Turkey: Experimental Research
Yeni 10 STR Lokusunun Türkiye'deki Gen Sıklığının Belirlenmesi: Deneysel Çalışma
Turkiye Klinikleri J Foren Sci Leg Med. 2022;19(3):149-57
doi: 10.5336/forensic.2022-89168
Makale Dili: EN
Tam Metin
ABSTRACT
Objective: Short tandem repeats (STRs) have been widely used in human identification in forensics. Evaluation and design of new markers are useful tools to obtain additional information and complete conventional analysis. Also, it will be an alternative way to confirm the results in the problematic cases (complex kinship, degraded samples, etc.). Increasing the number of loci will result in reducing the risk of adventitious matches in countries that have a national DNA database. In this study, we investigated allele frequencies of the 10 non-Combined DNA Index System STR loci (D7S1517, D3S1744, D12S391, D2S1360, D6S474, D4S2366, D8S1132, D5S2500, D21S2055, D10S2325) by using Investigator® HDplex kit. Material and Methods: DNAs were extracted from 100 blood samples by using the QIAmp DNA Mini Kit (Qiagen). STR loci were amplified according to Investigator® HDplex kit. Polymerase chain reaction products were separated with ABI 3130 Genetic Analyzer and analyzed with GeneMapper IDX software. Forensic and population parameters were estimated with the Promega PowerStats Excel sheet. Allele frequencies, p-values for Hardy-Weinberg equilibrium, and population differentiation based on the loci (Fst) were calculated with Arlequin ver.3.5. Results: We observed that all STR loci showed high power of discrimination. For population comparison, we found statistically significant differences between Türkiye and African, East Asian, and American populations at a couple of STR loci. Besides, there was no statistically significant variation between Turkish and European populations as expected. Conclusion: This study provides Turkish population data for forensic laboratories and this kit can be used to support the existing STR loci.
Keywords: Non-CODIS; DNA analysis; new short tandem repeat loci
Objective: Short tandem repeats (STRs) have been widely used in human identification in forensics. Evaluation and design of new markers are useful tools to obtain additional information and complete conventional analysis. Also, it will be an alternative way to confirm the results in the problematic cases (complex kinship, degraded samples, etc.). Increasing the number of loci will result in reducing the risk of adventitious matches in countries that have a national DNA database. In this study, we investigated allele frequencies of the 10 non-Combined DNA Index System STR loci (D7S1517, D3S1744, D12S391, D2S1360, D6S474, D4S2366, D8S1132, D5S2500, D21S2055, D10S2325) by using Investigator® HDplex kit. Material and Methods: DNAs were extracted from 100 blood samples by using the QIAmp DNA Mini Kit (Qiagen). STR loci were amplified according to Investigator® HDplex kit. Polymerase chain reaction products were separated with ABI 3130 Genetic Analyzer and analyzed with GeneMapper IDX software. Forensic and population parameters were estimated with the Promega PowerStats Excel sheet. Allele frequencies, p-values for Hardy-Weinberg equilibrium, and population differentiation based on the loci (Fst) were calculated with Arlequin ver.3.5. Results: We observed that all STR loci showed high power of discrimination. For population comparison, we found statistically significant differences between Türkiye and African, East Asian, and American populations at a couple of STR loci. Besides, there was no statistically significant variation between Turkish and European populations as expected. Conclusion: This study provides Turkish population data for forensic laboratories and this kit can be used to support the existing STR loci.
Keywords: Non-CODIS; DNA analysis; new short tandem repeat loci
ÖZET
Amaç: Otozomal kısa ardışık tekrar [short tandem repeat (STR)] lokusları, adli vakalarda kişi identifikasyonunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yeni belirteçlerin araştırılması ve dizayn edilmesi geleneksel analizleri tamamlayıcı olduğu gibi kardeşlik ve akrabalık ilişkilerinin söz konusu olduğu kompleks vakalarda ya da zorlukların yaşanabildiği bazı durumlarda (degrade örnekler vs.) sonuçların alternatif yollarla teyit edilmesini mümkün kılmaktadır. Araştırılan lokus sayısının artırılması veritabanı uygulaması olan ülkelerde yanlış eşleşme riskini de azaltmaktadır. Bu çalışmada, 'Combined DNA Index System'de yer almayan, yaygın olarak kullanılan STR lokuslarından farklı, 10 yeni STR lokusunun (D7S1517, D3S1744, D12S391, D2S1360, D6S474, D4S2366, D8S1132, D5S2500, D21S2055, D10S2325) Türkiye'deki gen sıklığı Investigator® HDplex kiti kullanılarak incelendi. Gereç ve Yöntemler: DNA analizi için 100 g.nüllüden kan örneği alındı ve DNA izolasyonu QIAmp DNA Mini Kit (Qiagen) protokolüne uygun olarak gerçekleştirildi. STR lokusları Investigator® HDplex Kit protokolüne uygun olarak çoğaltıldı. Polimeraz zincir reaksiyonu ürünleri ABI 3130 Genetik Analizörde yürütüldü ve GeneMapper IDX ile analiz edildi. Popülasyon ve adli istatistik parametreleri Promega Power-Stats Excel kullanılarak hesaplandı. Alel frekansları, Hardy-Weinberg dengesi ve popülasyonlar arası lokus bazındaki farklılıklar (Fst) Arlequin v.3.5 programı kullanılarak hesaplandı. Bulgular: Tüm STR lokuslarının yüksek ayrım gücüne sahip olduğu gözlendi. Türkiye ile Afrika, Doğu Asya ve Amerika popülasyonları arasında bir kaç lokusta istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar bulunurken; Avrupa popülasyonu ile istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık gözlenmedi. Sonuç: Bu çalışma adli laboratuvarlar için Türk popülasyonu verileri sağlamaktadır ve çalışma bulgularına göre söz konusu kitin adli laboratuvarlarda mevcut STR lokuslarını desteklemek amacıyla güvenilirlikle kullanılabileceği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Non-CODIS; DNA analizi; yeni kısa ardışık tekrar lokusları
Amaç: Otozomal kısa ardışık tekrar [short tandem repeat (STR)] lokusları, adli vakalarda kişi identifikasyonunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yeni belirteçlerin araştırılması ve dizayn edilmesi geleneksel analizleri tamamlayıcı olduğu gibi kardeşlik ve akrabalık ilişkilerinin söz konusu olduğu kompleks vakalarda ya da zorlukların yaşanabildiği bazı durumlarda (degrade örnekler vs.) sonuçların alternatif yollarla teyit edilmesini mümkün kılmaktadır. Araştırılan lokus sayısının artırılması veritabanı uygulaması olan ülkelerde yanlış eşleşme riskini de azaltmaktadır. Bu çalışmada, 'Combined DNA Index System'de yer almayan, yaygın olarak kullanılan STR lokuslarından farklı, 10 yeni STR lokusunun (D7S1517, D3S1744, D12S391, D2S1360, D6S474, D4S2366, D8S1132, D5S2500, D21S2055, D10S2325) Türkiye'deki gen sıklığı Investigator® HDplex kiti kullanılarak incelendi. Gereç ve Yöntemler: DNA analizi için 100 g.nüllüden kan örneği alındı ve DNA izolasyonu QIAmp DNA Mini Kit (Qiagen) protokolüne uygun olarak gerçekleştirildi. STR lokusları Investigator® HDplex Kit protokolüne uygun olarak çoğaltıldı. Polimeraz zincir reaksiyonu ürünleri ABI 3130 Genetik Analizörde yürütüldü ve GeneMapper IDX ile analiz edildi. Popülasyon ve adli istatistik parametreleri Promega Power-Stats Excel kullanılarak hesaplandı. Alel frekansları, Hardy-Weinberg dengesi ve popülasyonlar arası lokus bazındaki farklılıklar (Fst) Arlequin v.3.5 programı kullanılarak hesaplandı. Bulgular: Tüm STR lokuslarının yüksek ayrım gücüne sahip olduğu gözlendi. Türkiye ile Afrika, Doğu Asya ve Amerika popülasyonları arasında bir kaç lokusta istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar bulunurken; Avrupa popülasyonu ile istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık gözlenmedi. Sonuç: Bu çalışma adli laboratuvarlar için Türk popülasyonu verileri sağlamaktadır ve çalışma bulgularına göre söz konusu kitin adli laboratuvarlarda mevcut STR lokuslarını desteklemek amacıyla güvenilirlikle kullanılabileceği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Non-CODIS; DNA analizi; yeni kısa ardışık tekrar lokusları
REFERANSLAR:
- Butler JM. Forensic DNA Typing: Biology, Technology and Genetics of STR Markers. 2nd ed. USA: Elsevier Academic Press; 2005.
- Robertson J, Ross AM, Burgayne LA. DNA in Forensic Science: Theory, Techniques and Applications. 3rd ed. Longooddon: Ellis Howard Ltd; 1990. [Crossref]
- Jeffreys AJ, Wilson V, Thein SL. Hypervariable 'minisatellite' regions in human DNA. Nature. 1985;314(6006):67-73. [Crossref] [PubMed]
- Reno J, Marcus D, Leary ML, Samuels JE. The future of Forensic DNA Testing: Predictions of the Research and Development Working Group. National Institutes of Justice, National Commision on the Future of DNA Evidence; 2000. Report no.: NCJ 18397. [Link]
- Filoglu G, Altuncul H, Bulbul O. Adli Genetik ve Genetik Kimliklendirme. 1. Baskı. Ankara: Seçkin Yayınevi; 2021.
- Butler JM, Hill CR, Decker AE, Kline MC, Vallone PM. New autosomal STR loci. Forensic Science International: Genetics Supplement Series. 2008;1:95-6. [Crossref]
- Qiagen [Internet]. © QIAGEN 2013-22. All rights reserved [Cited: April 5, 2022]. Population data for Investigator HDplex - (EN). Available from: [Link]
- Phillips C, Fernandez-Formoso L, Gelabert-Besada M, García-Magari-os M, Amigo J, Carracedo A, et al. Global population variability in Qiagen Investigator HDplex STRs. Forensic Sci Int Genet. 2014;8(1):36-43. [Crossref] [PubMed]
- Gettings KB, Borsuk LA, Steffen CR, Kiesler KM, Vallone PM. Sequence-based U.S. population data for 27 autosomal STR loci. Forensic Sci Int Genet. 2018;37:106-15. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Hares DR. Selection and implementation of expanded CODIS core loci in the United States. Forensic Sci Int Genet. 2015;17:33-4. [Crossref] [PubMed]
- Gettings KB, Kiesler KM, Faith SA, Montano E, Baker CH, Young BA, et al. Sequence variation of 22 autosomal STR loci detected by next generation sequencing. Forensic Sci Int Genet. 2016;21:15-21. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- AmpFlSTR® Identifiler® Plus PCR Amplification Kit User Guide, Applied BiosystemsTM. 2015. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- ForenSeq? DNA Signature Prep Reference Guide, Verogen. 2018. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- GlobalFilerTM PCR Amplification Kit User Guide, Applied BiosystemsTM, 4476135(4477604). 2016. p.1-166. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- Qiagen [Internet]. © QIAGEN 2013-22. All rights reserved [Cited: April 5, 2022]. Investigator® ESSplex SE QS Kit Handbook. Available from: [Link]
- Qiagen [Internet]. © QIAGEN 2013-22. All rights reserved [Cited: April 5, 2022]. Investigator® 24plex QS Handbook (EN). Available from: [Link]
- PowerPlex® 21 System for Use on the Applied Biosystems® Genetic Analyzers. Promega. 2021. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- PowerPlex® 16 HS System for Use on the Applied Biosystems® Genetic Analyzers. Promega Corporation. 2016. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- PowerPlex® Fusion 6C System for Use on the Applied Biosystems® Genetic Analyzers. Promega Corporation. 2016. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- Precision ID GlobalFiler NGS STR Panels. Thermo Fisher Scientific. 2018. Cited: April 5, 2022. Available from: [Link]
- Hochberg Y. A sharper Bonferroni procedure for multiple tests of significance. Biometrika. 1988;75(4):800-902. [Crossref]
- Zintzaras E. Impact of Hardy-Weinberg equilibrium deviation on allele-based risk effect of genetic association studies and meta-analysis. Eur J Epidemiol. 2010;25(8):553-60. [Crossref] [PubMed]
- Bulbul O, Fernandez-Formoso L, Phillips C, Altuncul H, Filoglu G, Lareu MV, et al. Allele frequencies of the five new European Standard Set (ESS) STRs and 15 established STRs in a Turkish population. Forensic Sci Int Genet. 2014;9:e26. [Crossref] [PubMed]
- Tavacı İ, Bülbül O, Filoglu G, Altuncul H. X kromozomunda bulunan 15 SNP lokusunun Türkiye populasyonundaki polimorfizmi [Polymorphism of 15 X-chromosome SNPs in the Turkish population]. J Foren Sci Leg Med. 2020;17(3):238-44. [Crossref]
- Duvenci A, Bulbul O, Filoglu G. Evaluation of population data and forensic parameters of Turkish population on 30 autosomal insertion and deletion polymorphisms. Russian Journal of Genetics. 2019;55(2):246-52. [Crossref]
- Tillmar A, Nilsson H, Kling D, Montelius K. Analysis of investigator HDplex markers in Swedish and Somali populations. Forensic Sci. Int. Genet. 2013;7(1):e21-e2. [Crossref] [PubMed]
- Zieger M, Gouy A, Utz S. Expanding the Swiss autosomal marker set to 32 STRs. Int J Legal Med. 2021;135(6):2309-10. [Crossref] [PubMed] [PMC]
- Jung JY, Kim EH, Oh YL, Park HC, Hwang JH, Lim SK. Evaluation of forensic genetic parameters of 12 STR loci in the Korean population using the InvestigatorⓇ HDplex kit. Int J Legal Med. 2017;131(5):1247-9. [Crossref] [PubMed]
- Turrina S, Ferrian M, Caratti S, De Leo D. Investigator HDplex markers: allele frequencies and mutational events in a North Italian population. Int J Legal Med. 2015;129(4):731-3. [Crossref] [PubMed]
- Tereba A. Tools for analysis of population statistics. Promega Corporation. Profiles DNA. 1999;2:14-26. [Link]
- Liu Q, Nan H, He X, Wu W, Lu D. Population genetic data of Investigator HDplex markers in Han population from Southern China. Int J Legal Med. 2019;133(1):77-9. [Crossref] [PubMed]
- Schmid D, Anslinger K, Rolf B. Allele frequencies of the ACTBP2 (=SE33), D18S51, D8S1132, D12S391, D2S1360, D3S1744, D5S2500, D7S1517, D10S2325 and D21S2055 loci in a German population sample. Forensic Sci Int. 2005;151(2-3):303-5. [Crossref] [PubMed]
.: İşlem Listesi