Геном человека от матери + геном человека от отца = персональные данные. Правовые вопросы ДНК-идентификации личности и ДНК-регистрации населения

Прежде всего, следует пояснить столь необычное название данной публикации. Так, термин «геном» уже давно на слуху и в целом понятен даже тем, кто не имеет отношения к биологии, медицине и прочим дисциплинам, оперирующим этим понятием. Однако мало кто знает, когда этот термин появился, и какой смысл в него закладыIвался.

Термину «геном» более 100 лет. Предложил его немецкий ученыIй Г. В инклер в 1 920 г. в своей монографии, посвященной вопросам партеногенеза, где им выIсказана следующая мысль: «Я предлагаю использовать для гаплоидного набора хромосом, который вместе с прилежащей протоплазмой определяет материальные основыI вида, выIражение «геном»» [1, с. 165]. Причем в то время о ДНК как о молекуле наследственности еще не думали.

Некоторое время назад мы посвятили столетнему юбилею термина «геном» специальную статью [2], поэтому здесь акцентируем внимание лишь на тех моментах, которые имеют непосредственное отношение к ДНК-идентификации и ее правовыIм аспектам.

Значимость исследования диплоидного генома для установления фенотипических признаков человека

Если применять определение ядерного генома к человек'у, то получается, что под этим понятием следует подразумевать половинныIй набор хромосом, то есть иметь в виду 23 хромо-сомыI. Однако это не совсем корректно, поскольку у мужчин имеются 22 аутосомы и две разных половых X- и Y-хромосомыI. На самом деле необходимо принимать во внимание все 46 хромосом у каждого индивида, поскольку все аутосомы отличаются [имеются в виду парные, не говоря уже про разные), равно как и две X-хромосомы у женщин. Только полный диплоидныIй геном определяет фенотипические [внешние) и иные биологические характеристики индивида, которые составляют персональные данныIе.

Для идентификации личности могут быть использованы: и исследования находящейся в прилегающей к ядру цитоплазме [в протоплазме, в митохондриях) митохондриальной ДНК, формирующей митогеном. Но из-за технологических трудностей проведение идентификации с ее помощью ограничено и затруднено. Возникающие иногда у отдельных людей генетические аномалии по числу хромосом здесь оставляем за скобками.

Очевидно, что половина хромосом достается человеку от матери, другая половина - от отца. X-хромосома имеет размер около 154 млн пар нуклеотидов [п. н.), а Y-хромосома заметно короче - около 57 млн п. н. Следовательно, размер генома у мужчин почти на 100 млн п. н. меньше. Уже много лет считается, что размер генома человека без привязки к полу составляет около 3 млрд п. н., что не совсем корректно, если задаваться вопросом о том, что действительно считать полныIм геномом.

Весной 2022 г. наконец было сообще- но о завершении секвенирования практически полного (гаплоидного) генома человека, проведенного в формате «от теломерыI до теломерыI», называемом еще T2T (telomere-to-telomere). Размер его оказался равныIм приблизительно 3,055 млрд п. н. [3, с. 47]. При этом секвенировался геном не конкретного человека, а ДНК из клеток культурыI тканей гомозиготной линии с кариотипом 46,XX (женского типа), что позволило собрать без пробелов все 23 хромосомыI (попарно полностью одинако-выIх) в их формально гаплоидном варианте и исправить все ошибки многочисленных пре-дыIдущих сборок, что позволяет считать секве-нированныIй таким образом геном новыIм ре-ференсныIм геномом человека, обозначенны1м как CHM13. Что касается всех предыдущих референсных геномов человека, то они были квазигаплоидныIми (псевдо-, мнимо гаплоидными), поскольку при их сборке в заключительной нуклеотидной последовательности абсолютно хаотичны1м образом располагались фрагментыI материнских и отцовских парных хромосом, что объясняется ограниченны1ми возможностями современных технологий секвенирования полных геномов.

Но чтобыI получить информацию о фенотипических признаках человека, биологические следыI которого изъятыI с места происшествия, на основе исследования особенностей его ДНК, необходимо секвенировать полные диплоидные геномыI, размер которых для мужчин будет составлять около 6,0 млрд п. н., а для женщин приблизительно 6,1 млрд п. н. В этой связи, возможно, стоит ввести в оборот новыIй термин -«дигеном» или, еще короче, «дином» - вместо прилагательного «диплоидный» для действительно полных ядерных геномов, которые у человека должны состоять из 46 хромосом. Причиной введения нового термина («дигеном») на основе корня «геном» служит уже устоявшееся понятие генома: а) геном есть совокупность всей ДНК из гаплоидного набора хромосом; б) геномами называют молекулы ДНК у лишенных плоидности прокариотических организмов; в) геномами считают генетический материал вирусов, могущий быть представленным и молекулами РНК.

От технологий установления КВАЗИГАПЛОИДНЫХ ГЕНОМОВ ЛЮДЕЙ И ПОЛНЫХ ДИ(ГЕ)НОМОВ К ДНК-РЕГИСТРАЦИИ ВСЕГО НАСЕЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ SNP-ЛОКУСОВ

Пожалуй, здесь стоит уделить некоторое внимание вопросу о том, почему в подавляющем большинстве случаев исследователи до сих пор массово оперируют квазигаплоид- ными геномами людей, считая их полныIми, размером около 3 млрд п. н., заключенны1ми в 23 хромосомах, а не 6 млрд п. н., содержащимися в 46 хромосомах. Во-первыIх, это сложилось исторически. Так, в знаковой статье, посвященной десятилетию расшифровки первых человеческих геномов, известныIй американский специалист К. Вентер описал, как при организации международного проекта «Геном человека» в конце 1980-х годов из-за имевшихся опасений, что он отвлечет слишком много денег от других проектов биологических исследований, было принято решение ограничиться секвенированием половинного (гаплоидного) набора хромосом и, следовательно, секвенированием, ориентировочно, 3 млрд п. н. вместо необходимых 6 млрд п. н. [4, с. 676]. При этом необходимо заметить, что тогдашние (да и нынешние) технологии не позволяли легко секвенировать диплоидныIй геном человека, поскольку возникали серьезныIе трудности компьютерной сборки прочитанных нуклеотидных последовательностей из-за выIсокой схожести парных хромосом. И это -во-вторы1х. Тем не менее диплоидные геномыI людей, называемыIе еще фазированны1ми, или гаплотипныIми, установлены1, и первыIм стал геном самого Вентера, секвенированныIй в таком статусе лишь наполовину еще методом Сэнгера [5, с. 2117]. Позже появилась информация и о других диплоидных геномах разныIх людей, секвенированных в том числе по технологиям новых поколений. Таковых до сих пор немного, но за ними будущее.

Несмотря на то что Вентер в упомянутой нами статье обратил внимание на необходимость секвенирования диплоидных геномов [4, с. 677], по-прежнему продолжается массовое секвенирование квазигаплоидных геномов, ценность которых для криминалистических целей ничтожна. В качестве подтверждения непонимания некоторыIми исследователями современных реалий можно привести выIдержки из опубликованной не так давно статьи в журнале Nature [6, с. 690], где большим коллективом авторов сделано 10 предсказаний из области геномики человека, которые, по их мнению, могут сбыться к 2030 г. Приведем здесь выIборочно лишь некоторые предсказания (сохранив авторскую нумерацию), имеющие определенное отношение к процессу расследования преступлений, с нашими комментариями.

• 1.    ГенеГенерацияни j анализ полной:лпослед тельности генома человека будет обычныiм делом для любой исследовательской лаборатории, став таким же простыiм, как проведение очистки ДНК.

• 2.    Биологическая функция(-и) каждого человеческого гена будет известна; для некодирующих элементов в геноме человека такое знание будет скорее правилом, чем исключением.

• 3.    Общие особенности эпигенетического ландшафта (устойчивых путей развития клеток и всего организма) будут регулярно включаться в прогностические модели влияния генотипа на фенотип.

• 8.    Полная последовательность генома человека вместе с информативныIми аннотациями при желании будет доступна на его смартфоне.

Из того, что авторыI статьи в Nature ни словом не упомянули про диплоидные геномы, следует, что они имели в виду фактически квазигаплоидные геномыI, которые к 2030 г. действительно могут легко и быстро секве-нироваться, но к тому времени такие секве-нированные геномыI уже точно не будут никому нужныI, поскольку должна будет вестись сборка исключительно диплоидных геномов человека - похромосомно в формате T2T. По всей видимости, авторыI не удосужились прочитать упомянутую нами статью Венте-ра, а то бы нацеливали научное сообщество на секвенирование именно диплоидных геномов, которые несут действительно полную информацию о каждом человеке (включая важную для разыскной работыI информацию о внешнем облике человека), что до некоторой степени соответствует персональныIм биологическим данны1м. Наши коллеги из медицинской сферы подробно освещают этот вопрос, а также проблемы использования молекулярно-генетических технологий в «выIявлении заболеваний наследственного характера и врожденных дефектов организма» [7, с. 125].

Действительно, можно допустить, что это произойдет, и тогда ДНК-фенотипирование (установление совокупности внешних признаков организма, формирующихся на основе генотипа), которому в последние годыI в криминалистике стали уделять повышенное внимание, сможет проводиться с большей достоверностью. Но вполне вероятно, что нужда в нем практически отпадет (за исключением расследования «старыIх» преступлений), поскольку ДНК-регистрация всего населения начнется раньше.

Это предсказание оправдается лишь в случае секвенирования полных диплоидных геномов людей, о чем в статье из Nature не упоминается. Для разыскных целей при расследовании преступлений это могло бы помочь в более точном (чем это делается сейчас) установлении приблизительного возраста владельца биологических следов, но если к этому времени будет проведена ДНК-регистрация всего населения, то необходимость этого будет практически исключена, кроме опять-таки случаев расследования старых преступлений по останкам людей, которые ранее не были введеныI в базу данны[х геномной регистрации.

Это предсказание вполне реально может сбыться даже ранее 2030 г., так как к тому времени квазигаплоидные геномыI будут легко секвенироваться. Возникнут ли при этом проблемы этического характера - неочевидно, поскольку персональные биологические данныIе становятся значимыми лишь при секвенировании полных диплоидных геномов. Но поскольку сейчас, несмотря на то что геномы людей в плане секвенирования активно исследуются уже на протяжении двух десятилетий, сохраняется непонимание различий между квазигаплоидны1ми «полныIми» геномами людей и их действительно полными ди(ге) номами, можно допустить, что и к 2030 г. эта ситуация полностью переломлена не будет, и тогда часть населения при таком масштабе распространения геномных данныIх через мобильную связь будет справедливо опасаться, что эту информацию не удастся сохранить в тайне от мошенников.

Возвращаясь к диномам (дигеномам) людей и их полиморфизму, следует отметить, что он огромен, и двух полностью одинаковых геномов не существует. Так, недавно были проде-монстрированыI небольшие отличия в геномах однояйцевых близнецов из-за возникновения постзиготических мутаций [8, с. 29]. А Вен-тер еще в 2010 г. отметил, что отличия между его «материнскими» и «отцовскими» хромосомами достигают 0,5 %, что довольно много и гораздо больше, чем допускалось ранее [4, с. 676]. Из этого следует, что все парные хромосомы человека, вне всякого сомнения, несут множественные различия, и для медицинских целей нужно секвенировать все 46 хромосом.

Что касается ДНК-криминалистики, то для ДНК-регистрации (геномной регистрации) абсолютно не требуются знания полных диномов конкретных людей (знания квазигаплоидных геномов для этого абсолютно непригодныI, так как при расследовании преступлений требуется информация об обоих аллельныIх вариантах используемых маркерных признаков). Здесь достаточно оперировать отдельныIми небольшими участками ДНК, обеспечивающими должныIй уровень полиморфизма, позволяющий проводить од- нозначную ДНК-идентификацию личности по биологическому материалу, а также вести ДНК-регистрацию всего населения путем, например, генетического штрих-кодирования на основе тетрааллельныIх SNP [Single-Nucleotide Polymorphism - SNP, произносимый как «снип»), характеризующихся наивы1сшим уровнем цифровизации данных [9, с. 110520]| . Для этого должныI использоваться нейтральные участки геномов, не связанныIе с наслед-ственны1ми заболеваниями.

Проводимая ныне ДНК-идентификация личности на основе STR-локусов характеризуется определенныIми недостатка ; ми, но с учетом уже довольно большого числа людей [в России - около 2 млн), для которых установ-леныi их STR-профили, эти маркерные локусыi должныi войти в состав улучшенных диагностических наборов, рассчитанных на однозначное установление личности по найденныiм биологическим следам. Пример такой «кооперации» маркерных признаков виден в производимом американской фирмой Verogen, Inc. наборе ForenSeqTM, с помощью которого одновременно анализируются 27 аутосомных STR-локусов, 24 и 7 STR-локусов из Y- и X-хромосом соответственно, а также 174 снипа, часть которых рассчитана на выiявление фенотипических признаков, а другая часть предназначена для установления родства, в том числе между поколениями, притом что STR-полиморфизм для этого непригоден вовсе или малодостоверен с учетом большей мутационной изменчивости этих локусов. Однако нужно заметить, что снипыi в составе данного набора являются разрозненныiми в том смысле, что взятыi из абсолютно разных частей генома, тогда как гораздо большее число комбинаций обеспечивают снипы в составе микрогаплотипов [точнее, микродиплотипов), чему мы ранее уделили определенное внимание [10, с. 302].

Таким образом, использование снипов в составе микродиплотипов дает больше шансов установить родственников преступников, а затем и самих преступников, что в последнее время стало активно использоваться и называется генеалогическим поиском. Причем есть примеры раскрытия громких, в том числе серийныiх, преступлений многолетней давности, но все они производились без задействования микродиплотипов, которые теоретически могли бы помочь раскрыть еще больше преступлений.

В этой связи нельзя не отметить звучащие возражения правозащитных организаций, не согласных с подобныiм использованием геном- ной информации, фактически вовлекающей в анализ полиморфизм ДНК многих людей, не знающих об этом и, возможно, не согласных с подобныiм использованием их персональных биологических данныiх. Однако нужно принимать во внимание и позицию пострадавшей стороныi [потерпевших), рассчитыiвающей на поимку и наказание преступника и имеющей на это гораздо больше прав, в том числе моральныiх.

Также правозащитные организации противятся внедрению в расследование преступлений такого подхода, как ДНК-фенотипиро-вание, позволяющего по полиморфизму ДНК устанавливать внешний облик преступника в случаях отсутствия его ДНК-профиля в базе данных геномной регистрации. Как и в случае с генеалогическим поиском, ДНК-феноти-пирование уже позволило раскрыть немало преступлений. Причина недовольства та же: правозащитные организации считают, что в этом случае правоохранительные органыi анализируют персональные данныiе конкретныiх людей и неважно, что на этом этапе анализа они обезличенныiе. Причем ДНК-фенотипи-рование воссоздает внешний облик человека, который виден каждому, и считать эти данные персональныiми не совсем корректно. Тем более что к практике использования фотороботов и восстановления лиц преступников со слов свидетелей претензий ни у кого нет. К тому же полного портретного сходства с помощью ДНК-фенотипирования добиться пока не удается, и вряд ли это произойдет в ближайшем будущем.

Однако правозащитники не выiступают против ДНК-фенотипирования, в результате которого устанавливается биологический пол носителя обнаруженной ДНК. И это притом что сейчас гендерныiй вопрос перешел чуть ли не в политическую плоскость. По-видимо-му, главная причина такой лояльности к этому анализу кроется в том, что он проводится с конца 1980-х годов и с ним уже все полностью свыiклись, в отличие от установления с помощью полиморфизма ДНК других внешне видимых черт личности. Хотя пол - это основной фенотипический признак, который мог бы вызывать наибольшее беспокойство правозащитников, этого не происходит, что ярко демонстрирует надуманность прочих претензий к ДНК-фенотипированию.

Многие спорные вопросыi ДНК-феноти-пирования и генеалогического поиска может снять ДНК-регистрация всего населения по нейтральныiм маркерныiм признакам, обеспечивающим однозначную ДНК-идентифи- кацию личности [11, с. 509]. В целом ряде стран этому вопросу уделяется определенное внимание и даже шла серьезная подготовка, что было рассмотрено нами ранее [12, с. 298]. Есть опасения, что знания диплоидных геномов потенциально могут способствовать разработке этнического оружия, однако они надуманныI, поскольку для предлагаемой нами системыI ДНК-регистрации будут использованыI сведения о ДНК полиморфизме ничтожно малого (в масштабах всего динома) количества локусов. Данные локусыI будут браться из разных хромосом и их удаленных участков, а нацелить «этноспецифи-ческий» агент (какой-либо вирус, генно-инженерную конструкцию и пр.) на физически не связанныIе нуклеотидныIе последовательности невозможно. Уникальность каждого человека будет заключаться в комбинации всей информации по выIбранны1м локусам, ко- торая для каждого отдельного такого локуса не уникальна [13, с. 426].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Практическое применение описанной технологии ввода только нейтральных маркерных признаков в систему геномной регистрации с выIсоким уровнем цифровизации облегчит решение всего комплекса правовых и этических вопросов ДНК-идентификации личности и ДНК-регистрации населения. Можно констатировать, что применительно к целям борьбыI с преступностью необходимо создавать базыI ДНК-данных всего населения плане-ты1. И, отвечая на возраж ения оппонентов та -кой регистрации, следует отметить, что лучше всеобщую ДНК-регистрацию не откладывать надолго, поскольку это может спасти немало жизней, и это наша твердая точка зрения.