125 научное обеспечение высокотехнологичных экспертных

НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ ЭКСПЕРТНЫХ
НАПРАВЛЕНИЙ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ НА ПРИМЕРЕ СУДЕБНОЭКСПЕРТНОГО ДНК-АНАЛИЗА
И.С.ЦЫБОВСКИЙ 1, С.А. КОТОВА 2, В.И. РЫБАКОВА 3, А.О. РЯБЦЕВА 4, Т.В.
ЗАБАВСКАЯ 5, Е.А. СПИВАК 6, С. И. ЦЫБОВСКИЙ7
ГУ “Научно-практический центр Государственного комитета судебных экспертиз
Республики Беларусь”, г. Минск
1 - кандидат биологических наук, ученый секретарь, 2 - кандидат химических наук,
заведующая лабораторией, 3 - младший научный сотрудник, 4 - младший научный сотрудник, 5
- научный сотрудник, 6 - научный сотрудник, 7-старший эксперт
Ключевые слова: ДНК-анализ, научное информационно-справочное обеспечение.
Криминалистический ДНК-анализ за неполные 30 лет – впервые генотипоскопическую
экспертизу в качестве доказательства принял британский суд в 1987 году – приобрел черты
мировой индустрии и продолжает стремительно развиваться. Прогресс данного экспертного
направления определяется не только совершенствованием способов и приемов технической
реализации, но и способностью к оперативному восприятию и адаптации к экспертным
потребностям прорывов в развитии базовых научных направлений – молекулярной биологии,
генетики, а также в технических областях.
Научный прогресс в базовых научных направлениях постоянно расширяет возможности
современного ДНК-анализа: сегодня для повседневной работы экспертных лабораторий
доступны аутосомные и митохондриальных ДНК-маркеры, ДНК-маркеры X- и Y-хромосомы,
линейки локусов которых постоянно расширяются. В последние годы появились 12-локусные
коммерческие наборы для генотипирования X-хромосомы, активно развивается экспертное
применение быстро мутирующих локусов Y-хромосомы (rapidly mutating, RM Y-STRs).
Комплексное использование ДНК-маркеров различных типов создает принципиальную
возможность решения ранее недоступных экспертных задач.
Высокий уровень технологичности современного ДНК-анализа на подсознательном
уровне создает впечатление, что производителями специального оборудования и тест-систем
для генотипирования решены все проблемные вопросы судебного ДНК-анализа. Приобретение
комплекта импортного оборудования и тест-систем, технических руководств и обучение
персонала для работы с ними и т.п. автоматически гарантирует доказательную силу
полученной информации в судах.
Вместе с тем, основу судебно-экспертного исследования составляют методы судебной
экспертизы – «система логических и инструментальных операций (способов, приемов)
получения данных для решения вопроса, поставленного перед экспертом» [1], которые должны
соответствовать ряду специфических требований: научной обоснованности, допустимости к
применению и др. В этом контексте каким высокотехнологичным ни было инструментальное
обеспечение, оно составляет только техническую часть структуры экспертного метода.
Вторую часть судебного метода составляют научные знания: научные знания базовых
наук и «специальные научные разработки, проводимые на основе фундаментальных положений
базовой науки в интересах конкретной экспертной области с учетом специфики объектов ее
исследования» [1]. При этом судебно-экспертный метод создается для собственных научнопрактических исследований в этой науке.
Любое экспертное направление для обеспечения объективности, всесторонности и
полноты экспертного исследования должно иметь в арсенале полный набор экспертных
125
методов, позволяющих решать поставленные следствием и судом вопросы. В
высокотехнологичных областях, таких как ДНК-анализ, для установления объективных свойств
исследуемых объектов техническая составляющая имеет огромное значение. Однако вторая
сторона объективности – оценочная – в значительной степени зависит от качества специальных
знаний эксперта и его методической обеспеченности. Всесторонность и полнота экспертного
исследования означает, что эксперт провел исследование «с учетом особенностей конкретных
объектов…в необходимых пределах изучил все свойства и признаки объектов и всесторонне их
оценил» [1].
Касательно судебно-экспертного ДНК-анализа последний тезис означает, что оценка
выявленных объективных свойств исследованных образцов (генотипов) должна быть
проведена с учетом этно-расовых и территориальных особенностей местных человеческих
сообществ. Этно-расовая вариабельность ДНК-маркеров определяет необходимость
существования для экспертных целей референтных (справочных) баз данных. Такие базы
данных могут быть созданы только на основе знаний о генетической структуре конкретных
этносов, населения конкретной страны.
Однако относятся ли такие знания к специальным, входящим в круг обязательных для
судебного эксперта, или же эти научные сведения относятся к общенаучным знаниям базовых
для данного экспертного направления научных направлений? «При условии определения
законодателем судебной экспертизы как базирующейся на научных, технических или иных
специальных знаниях…разграничение специальных или иных знаний, не юридических и не
принадлежащих к общенаучным знаниям, становится значимым, так как, несмотря на
понимание специальных знаний как принадлежащих к области науки, техники, искусства либо
ремесла, все же необходимо представить отличия между знаниями судебного эксперта и лица,
имеющего сходное профильное полное высшее образование, но не являющимся судебным
экспертом» [2].
Действительно,
генетический
полиморфизм,
обеспечивающий
высокую
доказательственную силу судебно-геномной экспертизе, является фундаментальным
природным свойством всего живого на земле. Высокополиморфные маркеры ДНК оказались
мощным инструментом [3], с помощью которого можно исследовать многие вопросы родства,
развития, взаимодействия человеческих популяций, получать новые данные об эволюции
человека и его происхождении, решать вопросы генетического, демографического мониторинга
народонаселения и др. Очевидна фундаментальная, общенаучная сущность этих знаний,
необходимых и в судебной экспертизе, но не в исходном, а в адаптированном для применения в
экспертной практике виде.
Для полноценного научного обеспечения новых видов экспертиз налицо необходимость
проведения специальных научных разработок в конкретной экспертной области с учетом
специфики объектов ее исследования на основе фундаментальных положений базовой науки.
В проекции на судебно-геномную экспертизу такие исследования могут быть проведены
только криминалистическими научными подразделениями, функционирующими в тесном
контакте с судебными экспертами или сочетающими научную и экспертную
исследовательскую работу. Цели академической науки состоят в установлении объективных
законов действительности, прогнозировании будущего и др. [2], в то время как судебноэкспертное исследование направлено на установление новых либо подтверждение имеющихся
фактов, а так же профессиональное объяснение их и оценку в рамках конкретных ситуаций.
Различие целей зачастую определяет использование различного инструментария: например, в
генетических исследованиях практически не используются аутосомные ДНК-маркеры,
поскольку они малоинформативны для решения задач популяционной генетики, в то время как
в судебно-экспертных исследованиях подавляющее большинство экспертных вопросов
решается как раз на основе аутосомных ДНК-маркеров.
126
Таким образом, высокотехнологичность новых видов экспертиз не отменяет их научное
сопровождение. Наоборот, в силу высокого уровня научности основ новых технологий научное
информационно-справочное обеспечение таких видов экспертиз должно соответствовать
мировому уровню развития науки и вырабатываться с учетом специфики объектов ее
исследования в формах, свойственных требованиям, в том числе процессуальным, судебной
экспертизы. В судебно-геномной экспертизе референтные (справочные) базы данных ДНКмаркеров для экспертных целей необходимо создавать на основе научных исследований
населения своей страны, проводимых в рамках ведомственной науки или совместно с
академическими институтами. Такие базы данных должны иметь также методическую
составляющую, знание которой, несомненно, входит в круг специальных знаний эксперта.
Такой подход реализован в Республике Беларусь при создании научно-методического
фундамента судебно-геномной экспертизы (судебно-экспертного ДНК-анализа).
Формирование баз данных ДНК-маркеров у населения Беларуси проводилось
специалистами Научно-практического центра на основе научных популяционных
исследований, основу которых составляли биологические образцы анкетированных
представителей титульного этноса – белорусов. В дальнейшем совокупный «образ» белорусов
соотносился с «образом» современного населения соответствующего региона.
Всего в исследованиях задействованы:
- 18 аутосомных маркеров (CSF1PO, TPOX, TH01, vWA, F13B, D3S1358, D19S433, FGA,
D5S818, D7S820, D13S317, D16S539, D18S51, D2S1338, D8S1179, D21S11, Penta E, Penta D);
- 20 маркеров Y-хромосомы (DYS19, DYS389I, DYS389II, DYS390, DYS391, DYS392,
DYS393, DYS385a, DYS385b, DYS437, DYS438, DYS439, DYS448, DYS456, DYS458, DYS635,
DYS338, DYS426, DYS460, GATA H4);
- 19 маркеров X-хромосомы (DXS7132, DXS7133, DXS7423, DXS7424, DXS8377,
DXS8378, DXS9895, DXS10074, DXS10075, DXS10079, DXS10101, DXS10103, DXS10134,
DXS10135, DXS10146, DXS10147, DXS10148, GATA172D05, HPRTB);
- гипервариабельные регионы ГВС1 и ГВС2 митохондриальной ДНК.
Для формировании базы данных аутосомных локусов [4,5] были исследованы 3 массива
генотипов: популяционный этнический (1040 образцов); 2550 "семейных" генотипов отцов и
матерей, проходивших тест по установлению отцовства и 9626 генотипов
“криминалистического” массива из базы генотипов МВД. Статистические тесты на
соответствие равновесию Харди-Вайнберга и попарному неравновесию, а также расчеты
генетических расстояний и значения уровня популяционной дифференциации FST были
проведены с использованием пакетов программных продуктов Arlequin ver. 2.000, GDA1d16c и
FSTAT. Гомогенность популяций по частоте встречаемости аллелей была проанализирована с
использованием теста χ2, точного теста Фишера и G-теста.
Проведенное исследование свидетельствует о высоком уровне подобия исследованных
массивов и подтверждает гомогенность распределения аллелей аутосомных ДНК-маркеров во
всех исследованных регионах Беларуси. В результате проведения популяционно-генетического
анализа указанных массивов данных были получены научные основания для создания единой
базы данных, состоящей из “популяционного”, “семейного” и “криминалистического”
массивов (n=12346).
При сравнительном исследовании частот встречаемости аллелей аутосомных локусов в
референтной базе данных Беларуси с табличными значениями частот аллелей у белого населения
США, рекомендованных фирмами-производителями наборов для генотипирования Promega и
Applied Biosystems к применению в судебной экспертизе, из 15 исследованных локусов
достоверные отличия были выявлены в 10 (Promega) и 6 (Applied Biosystems) локусах. Полученные
результаты показали целесообразность использования в экспертной практике значений частот
встречаемости аллелей из референтной базы данных Беларуси.
127
Суммарный объем исследований 20 ДНК-маркеров Y-хромосомы [6] равен 1465
гаплотипам, из которых 1097 образцов составляют массив «этнические белорусы»; для 368
образцов этническая принадлежность неизвестна. С целью более точной оценки генетической
дифференциации проведено также исследование полиморфизма гаплогрупп (9 гаплогрупп), в
расчетах использованы сведения о 886 образцах. Оценка генетического разнообразия, частот
встречаемости гаплотипов, расчет параметров генетической дифференциации (FST, PhiST,
RST), Р-значений и лианеризованных значений FST по Slatkin проводились при помощи
программного продукта Arlequin v3.11. Мультимерное шкалирование (MDS) матриц
лианеризованных значений FST выполнено при помощи прикладного пакета Statistica v6.0.
Генетико-статистическим анализом для массива этнических белорусов показано
существование внутренней дифференциации: подмассивы «Северо-Запад» и «Центр-ЮгВосток» статистически достоверно различаются между собой. На основе проведенных
исследований база данных гаплотипов Y-хромосомы разделена на подмассивы, при этом
имеется возможность поиска как по всему массиву, так и в отдельных подмассивах.
Для базы данных ДНК-маркеров митохондриальной ДНК размер итоговой
исследованной выборки составил 977 образцов этнических белорусов (в формате ГВС1+ГВС2).
При анализе полиморфизма контрольного региона и гаплотипического разнообразия
митохондриальной ДНК не учитывались множественные инсерции цитозин-содержащих
нуклеотидов в «поли-С» богатых участках, ограниченных позициями 16183-16193 и 303-315.
Также не учтена инсерция одного цитозина в позиции 16188, встреченная в одном из образцов.
В оценке генетической дифференциации задействованы также сведения о полиморфизме
гаплогрупп (12 гаплогрупп, 978 образцов).
С целью формирования базы данных ДНК-маркеров X-хромосомы проведено
исследование полиморфизма 19 локусов в 789 образцах этнических белорусов [7]. Частоты
встречаемости аллелей исследуемых X-STR маркеров были рассчитаны для трех массивов
данных: массива женских образцов (n= 425, хромосом 850), массива мужских образцов (n=364,
хромосом 364) и суммарного массива образцов (1214 хромосом) этнических белорусов.
Частоты гаплотипов для всех четырех групп сцепления Х-хромосомы рассчитаны в формате
тест-систем Mentype Argus X-8, Investigator Argus X-12, а также в формате 15 локусов
(остальные 4 локуса DXS9895, DXS7424, DXS7133 и GATA172D05 наследуются независимо).
Генетико-популяционный анализ выявил статистически значимую дифференциацию западных
популяций, что необходимо учитывать в дальнейших исследованиях.
Для маркеров X- и Y-хромосомы, аутосомных и митохондриальных ДНК-маркеров
разработаны электронные версии референтных баз данных с возможностью проведения
автоматического расчета уровня достоверности экспертного вывода. Интернет-доступные базы
данных расположены на веб-сайте «Научно-практического центра Государственного комитета
судебных экспертиз Республики Беларусь» (www.dnkexpertiza.org). На основе проведенных
исследований разработаны справочно-методические рекомендации «Частоты встречаемости
аллелей аутосомных STR- и VNTR-локусов у населения Республики Беларусь для расчета
достоверности результатов экспертной идентификации личности и установления
биологического родства методами ДНК-анализа» и «Частоты встречаемости аллелей и
гаплотипов групп сцепления STR-локусов X-хромосомы у населения Республики Беларусь для
вероятностной оценки результатов экспертной идентификации личности и установления
биологического родства методами ДНК-анализа». Решением Межведомственного научнометодического совета в области судебной экспертизы при Государственном комитете судебных
экспертиз Республики Беларусь данные методические рекомендации для экспертов включены в
Реестр судебно-экспертных методик и иных методических материалов Государственного
комитета судебных экспертиз Республики Беларусь.
128
Системная работа Научно-практического центра Государственного комитета судебных
экспертиз Республики Беларусь по формированию научно-методических основ судебногеномной экспертизы позволила создать «национальный» фундамент для отечественного ДНКанализа, поскольку в экспертном производстве задействованы генетические характеристики
населения Беларуси, что, несомненно, повышает уровень доверия к заключениям экспертов в
судах. При этом были получены также знания фундаментального характера: исследование
полиморфизма аутосомных ДНК-маркеров и ДНК-маркеров X-хромосомы проведены
специалистами Научно-практического центра впервые в Республике Беларусь и в дальнейшем
могут быть только дополнены новыми знаниями. Полученные результаты могут
использоваться в генетическом мониторинге народонаселения. С другой стороны,
взаимодействие с академической наукой позволило дополнить «экспертные» базы данных
сведениями о генотипах национального меньшинства белорусских татар и уникальных
микропопуляций белорусов.
Развитие ведомственных научных подразделений позволяет успешно создавать
необходимое информационно-справочное обеспечение экспертизы с учетом всей специфики
объектов исследования и нормативных требований и трансформировать академические знания
для целей судебной экспертизы. Более того, накопленный опыт проведения специальных и
фундаментальных исследований создает мощную основу для интеграции научного опыта и
знаний с перспективой дальнейшего использования в смежных перспективных областях. В
настоящее время в Научно-практическом центре проводятся научные исследования ДНКполиморфизма диких животных – объектов незаконной охоты, научные разработки создают
основу нового экспертного направления - экспертного ДНК-анализа биологических следов
диких животных по делам о незаконной охоте.
ЛИТЕРАТУРА
1
. Карлов В. Судебная экспертиза в уголовном процессе Российской Федерации /Карлов В. // – М.:
Издательство «Экзамен», 2008. – С. 31-33, С. 112.
2
. Седнев В. Научные и судебно-экспертые исследования / Седнев В. // Криминалистический вестник:
Научно-практический сборник / Киев, 2013. – №1 (19) – С.6-14.
3
. Cavalli-Sforza L. The DNA revolution in population genetics / Cavalli-Sforza L. // Trends Genet. – 1998. –
Vol. 14, № 2. – P. 60-65.
4
. Zhivotovsky L., Veremeichyk V., Kuzub N., Atramentova L., Udina I., Kotova S., Kartel N., Tsybovsky I. A
reference data base on STR allele frequencies in the Belarus population developed from paternity cases /
Zhivotovsky L. // Forensic Sci Int Genet. – 2009. – Vol. 3, № 3. – P. e107-e109.
5
. Цыбовский И., Веремейчик В., Крицкая С., Евмененко С., Лобацевич С., Павлюченко А., Картель Н.,
Животовский Л. Референтная база данных аутосомных ДНК-маркеров: возможности анализа больших
массивов генотипов современного населения Беларуси / Цыбовский И. // Докл. HAH Беларуси. – 2009. –
Т. 53, № 6. – С. 86-91.
6
. Rebala K., Tsybovsky I., Bogacheva A., Kotova S., Mikulich A., Szczerkowska Z. Forensic analysis of
polymorphism and regional stratification of Y-chromosomal microsatellites in Belarus. / Rebala K. // Forensic
Sciences International: Genetics – 2011.-Vol.5.- P. e17-e20.
7
. Rebala K., Kotova S., Rybakova I., Zabauskaya T., Shyla A., Spivak A., Tsybovsky I., Szczerkowska Z.
Variation of X-STR marker in Belarus within the context of their genetic diversity in Europe / Rebala K. //
Forensic Sciences International: Genetics 16 (2015) 105-111.
129
ԲԵԼԱՌՈՒՍԻ ՀԱՆՐԱՊԵՏՈՒԹՅՈՒՆՈՒՄ ԲԱՐՁՐ ՏԵԽՆՈԼՈԳԻԱԿԱՆ
ՓՈՐՁԱԳԻՏԱԿԱՆ ՈՒՂՂՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ԳԻՏԱԿԱՆ ԱՊԱՀՈՎՈՒՄԸ
ԴԱՏԱՓՈՐՁԱԳԻՏԱԿԱՆ ԴՆԹ ՀԵՏԱԶՈՏՈՒԹՅԱՆ ՕՐԻՆԱԿՈՎ
Ի.Ս. ՑԻԲՈՎՍԿԻՅ, Ս.Ա. ԿՈՏՈՎԱ, Վ.Ի. ՌԻԲԱԿՈՎԱ, Ա.О. ՌՅԱԲՑԵՎԱ,
Տ.Վ. ԶԱԲԱՎՍԿԱՅԱ, Ե.Ա. ՍՊԻՎԱԿ, Ս.Ի. ՑԻԲՈՎՍԿԻՅ
«Բելառուսի Հանրապետության Դատական փորձաքննությունների պետական
կոմիտեի գիտագործնական կենտրոն» պետական հիմնարկ, ք. Մինսկ
Հոդվածում Բելառուսի Հանրապետությունում կատարվող դատափորձագիտական
ԴՆԹ հետազոտության օրինակով քննարկվում է գիտահետազոտական նախագծերի
նշանակությունը՝
ձևավորման
փորձագիտական
նպատակով:
արժանահավատության
Նշվում
համար
ուղղությունների
է,
որ
նույնիսկ
գիտամեթոդական
փորձագիտական
համաշխարհային
հիմքի
եզրակացության
առևտրային
բարձր
տեխնոլոգիական արտադրանքը պետք է հարմարեցված լինի ազգային (պատմական,
էթնիկ, լեզվաբանական և այլն) առանձնահատկություններին: Բերվում է Բելառուսի
Հանրապետության
բնակչության
համար
մշակված
ԴՆԹ-մարկերների
տվյալների
բազաների նկարագրությունը:
Բանալի բառեր՝ ԴՆԹ-հետազոտություն, գիտական տեղեկատվական ապահովում:
SCIENTIFIC PROVISION OF HI-TECH EXPERT DIRECTIONS ON THE
EXAMPLE OF FORENSIC EXPERT DNA ANALYSIS IN REPUBLIC OF BELARUS
I.S. TSIBOVSKIY, S.А. КОТОVА, V.I. RYBAKОVА, А.О. RYABCEVA, T.V.
ZABAVSKAYA, E.А. SPIVAK, S. I. TSIBOVSKIY
“Scientific-Practical Center of Forensic Expertise State Committee of Republic of Belarus”
state institution, Minsk
In terms of the forensic DNA analysis in the Republic of Belarus, this article discusses the
importance of research projects in the formation of scientific and methodological basis of expert areas.
It is noted that, in order to ensure the reliability of an expert finding, even a global high-tech product
should be adapted to national (historical, ethnic, linguistic, etc.) features. The article contains the
description of the developed reference databases of DNA markers for the population of the Republic
of Belarus.
Key words: DNA analysis, scientific informative provision.
130