DNA fingerprinting in botany: past, present, future

Hilde Nybom, et al., DNA fingerprinting in botany: past, present, future, Investigative Genetics 5:1, 2014

In the 1980s, the REFP methodology was also first applied to the chloroplast DNA (cpDNA) molecule.

Since the cp DNA molecule is highly conserved, there is very little intra-specific variation, and cpDNA-based RELP studies have therefore mostly been conducted on an inter-specific level.

While the plant mitochondrial DNA (mtDNA) sequence is usually highly conserved, the size and structure of mtDNA molecules may vary widely even within individual plants. Moreover, recent studies indicated that substitution rates of mtDNA genes can vary enormously even among closely related plant species.

A special situation is encountered when products from protected trees are involved since  woody tissues usually yields heavily degraded DNA. Nevertheless, a set of SNP markers derived from cpDNA intergenic spacers have proven useful for identification of tropical tree species using wood-derived DNA samples.

Finding the needle in the haystack: Differentiating “identical” twins in paternity testing and forensics by ultra-deep next generation sequencing

Jacqueline Weber-Lehmann, et al., Finding the needle in the haystack: Differentiating “identical” twins in paternity testing and forensics by ultra-deep next generation sequencing, FSI Genetics, 2013

We sequenced DNA from sperm samples of two twins and from a blood sample of the child of one twin. Bioinformatics analysis revealed five single nucleotide polymorphisms (SNPs) present in the twin father and the child, but not in the twin uncle. Our results give experimental evidence for the hypothesis that rare mutations will occur early after the human blastocyst has split into two, the origin of twins, and that such mutations will be carried on into somatic tissue and the germline.

Potential somatic mutations were screened and compared to the mapping results of the child.

Interestingly, four of the five mutations seen in the sperm DNA of the twin father are also present in his buccal mucosa DNA. Only one of those four mutations is also seen in the blood DNA.

Generally, without involving identical twins, the estimated number of SNP substitution rates per generation ranges from 1 to 3 x 10-8 per human single base-pair, equal to approximately 10-40 expected SNPs per paternal generation.

In addition, similar findings confirm the common phylogenetic history of buccal mucosa and sperm cells, both belong to the ectoderm germ layer and help to narrow down the history of the somatic mutation event: mutations that are present in one twins’ sperm and buccal mucosa, but not in blood, will have occurred after gastrulation, but before the separation of the buccal mucosa and the precursors of the sperms.

The fact that most of the mutations we identified are present in the two ectodermal tissues, buccal mucosa and sperm, suggests the use of buccal mucosa as starting material for identification of mutations between MZ twins.

Genome is different even in monozygotic twins.

Advanced Topics in Forensic DNA Typing: Methodology

forensicDNAtyping

John M. Butler, Advanced Topics in Forensic DNA Typing: Methodology, Academic Press, 2011

Typically 0.5 ng to 2.0 ng of input human DNA is optimal with current commercial STR kits. … A quantity of 1 ng of human genomic DNA corresponds to approximately 303 copies of each locus that will be amplified. There are approximately 6 pg of genomic DNA in each cell containing a single diploid copy of the human genome.

DNA의 진실

DNA의진실

DNA의 진실, 정연보 지음, 김영사, 2008

샐리 클락의 첫 아기가 태어난 지 11주 만에 자다가 죽자 의사나 이웃들은 그녀에게 닥친 참담한 불행에 안타까워했고 위로했다. 그러나 1998년 두번재 아기 해리가 태어난지 8주 만에 죽자 샐리 클락은 살인법으로 기소되었다. …

영국의 명망있는 소아과 전문의인 로이 메도 경은 전문가로서 증인석에 올라, 한 집안에서 두 아기가 돌연사할 가능성은 거의 없다고 증언하였다. 그는 부모가 비흡연자이고 풍족한 집아느이 두 아기가 돌연사할 가능성은 7300만분의 1에 불과하다고 주장하였다. 이 말은 한 집안에서 두 아기가 죽는 일은 영국에서 100년만에 한 번 있을까 말까 하다는 말이다. …

샐퍼드 대학 수학과 레이 힐 교수가 “사산과 영아사망에 대한 비공개 조사”의 자료를 면밀히 검토한 바에 따르면, 돌연사는 분명히 연관이 있었다. 그는 한 아기가 돌연사하였다면 그 아기의 형제가 같은 방식으로 죽을 가능성은 10 내지 22배 가량 높아진다고 추정하였다. 첫번재 돌연사의 확율을 1303분의 1이라고 한다면, 같은 가정에서 두번째 돌연사가 일어날 가능성은 60분의 1 내지는 130분의 1이라고 계산하였다. 대략 100분의 1이라고 하면 첫번째 아기가 돌연사할 확률에 두번째 아기가 돌연사할 확률을 곱하면 한 집에서 두 아기가 돌연사할 확률은 130,000분의 1이 된다. …

이 두가지 확률은 두 아기가 돌연사로 죽을 확률이지 클락이 살인하지 않았을 확률은 아니다. …

위에서 130,000분의 1은 임의의 가정이 돌연사로 두 아이를 잃을 확률이며 매우 작은 숫자이기 때문에 일어날 가망성이 거의 없다고 느끼게 된다. 그러나 영국 전체로는 매년 65만 명의 아기가 태어나니까 약 다섯 가정이 해마다 이런 불행을 겪을 것이라고 예상할 수 있다. 영국의 영아사망연구재단에는 실재 매년 이런 사건이 한두 건 보고된다고한다. …

단순히 드물다는 것이 유죄의 증거가 될 수는 없다. 메도의 확률 추정은 엉터리라는 비판이 쏟아졌고 마침내 클락은 2003년 석방되었다. 메도는 심각한 오류를 범한 것으로 판결되었고 2005년 7월 의학자문위원회에서 축출되었다. 영국 법정은 클락 사건을 계기로 지난 10년간 영아살해 혐의로 기소된 258건의 사건을 다시 검토하게 하였다.