在潜在的犯罪现场证据，如头发或骨头可能已经老化或退化的情况下，法医科学家依靠来自细胞线粒体的DNA——一种细胞器，它有自己的基因组，与细胞核中的“人类基因组”分开。现在，美国国家司法研究所(National Institute of Justice)授予宾夕法尼亚州立大学(Penn State)的一组研究人员77万美元，用于对1万名宾夕法尼亚人的线粒体基因组进行测序。这将使现有数据库的规模增加两倍以上，并为人类身份识别案件的使用提供一个关键的参考点。

　　“当我们谈论DNA时，我们通常会想到来自细胞核的DNA，这是因人而异的，”宾夕法尼亚州立大学生物化学和分子生物学教授、法医学教授米切尔·霍兰德(Mitchell Holland)说，他也是该研究小组的负责人。“这种类型的DNA可以从发根中提取，但在犯罪现场发现的大多数头发都不含发根，而且毛干中的核DNA通常已经降解。线粒体DNA在毛干内没有降解问题，所以它提供了不同但有用的信息。”

　　核DNA从父母双方遗传而来，并以独特的组合混合在一起，因此，根据Holland的说法，在基因组的特定点上找到另一个具有相同DNA的人的可能性(称为DNA谱)可能是七分之一，比百万分之一要少七倍。相比之下，线粒体DNA只从母亲那里遗传，所以一个人的线粒体基因组通常与他们的母亲、兄弟姐妹和其他母系成员的基因组相同。

　　宾夕法尼亚州立大学的研究生艾琳·布朗菲尔德(Erin Brownfield)说:“对于线粒体DNA，找到具有相同DNA特征的人的可能性通常是几万分之一，或者几十万分之一。”“因此，将一个人的线粒体DNA特征与发现的证据相匹配可能是强有力的间接证据，但这不是积极的识别。为了更好地了解在一般人群中看到这种情况的频率，重要的是要有一个大型的档案数据库作为参考点。”

　　目前可供美国法医专家使用的线粒体基因组数据库包含了大约4300个人。新的拨款将允许研究人员从宾夕法尼亚州立健康米尔顿·s·好时医疗中心收集的样本中对另外1万个基因组进行测序。

　　为了对基因组进行测序，研究人员正在使用由宾夕法尼亚州立大学哈克生命科学研究所基因组学核心设施操作的“PacBio Sequel IIe”仪器。研究人员首先将线粒体基因组分成两个更易于管理的部分，然后在机器中复制每个部分。DNA的每一部分都被测序多次，多个副本被测序以捕捉任何潜在的错误，从而产生研究人员所谓的“高保真度”的序列。

　　先前对相对较长的DNA链(长读)进行测序的技术比对短链(短读)进行测序的技术产生更高的错误率，而该仪器允许高保真的长读测序，这是一种相对较新的组合。

　　宾夕法尼亚州立大学的研究生Miriam Foster说:“传统的长读方法的错误率为10%，而这种方法的错误率在0.1到1%之间，与短读技术相当。”“据我们所知，这是第一次有人试图利用这项技术对如此多的线粒体基因组进行测序。”

　　到目前为止，研究小组已经从3200多个样本中提取了DNA，并对其中1500多个样本进行了测序。

　　宾夕法尼亚州立大学的研究生Jade Korber说:“因为这些技术以前没有在这种情况下使用过，所以我们花了大量的时间和精力来优化我们的方案，以提取和纯化DNA，并为测序做准备。”“我们的努力应该会改善其他希望在未来使用这些技术的实验室的流程。”

　　研究人员指出，他们的样本主要来自欧洲血统的人。在未来，除了增加样本的总体数量，他们说他们希望扩大数据库，包括来自不同背景的人的序列。

　　Holland说:“将数据库扩展到尽可能大、尽可能有代表性的程度，将提高我们对线粒体基因组序列相对罕见性的理解，以及我们在法医环境中使用这些数据的能力。”“如果我们能从其他生物储存库获取样本并获得资金，那么在未来几年内，我们可以将样本数量提高到5万个是合理的。”

　　研究小组还包括詹妮弗·麦克尔霍，生物化学和分子生物学副教授。

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