Development of mixed sample analysis by digital PCR targeting mtDNA haplogroups

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K19478
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 58040:Forensics medicine-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ohuchi Tsukasa 東北大学, 医学系研究科, 技術一般職員 (90712266)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 混合試料 / ミトコンドリアDNA / ハプログループ / デジタルPCR

Outline of Final Research Achievements

We have constructed a method for mixture analysis targeting mitochondrial DNA haplogroups using digital PCR. The system utilizes the 17 single nucleotide polymorphisms and one deficient site that define the mtDNA haplogroup. A mixed sample was experimentally prepared using two samples classified into different haplogroups and applied to this system. As a result, the measurements were calculated with a value close to the estimates. However, it was difficult to distinguish between minor components and non-specific signals when the mixing ratio is largely biased to either side. Therefore, it was considered necessary to set the detection limit before implement into forensic practice.

Free Research Field

法医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

混合試料に対する有効な解析手法の確立は、法医実務において解決すべき課題の一つとなっている。実務上、二倍体の核DNAを対象に検査されるが、混合試料の場合、混合比の算出は極めて困難である。本研究で構築したシステムは一倍体のmtDNAをハプログループに応じて検出するため、混合試料中のmtDNAの混合比をダイレクトに算出可能であるという利点を有する。
同システムは混合試料に関与する人数を特定することはできないが、ハプログループが異なれば3つ以上のmtDNAを識別できる可能性もある。検出限界の検討に加え、混合の組み合わせについて検討を重ねる必要があるが、同システムは混合試料解析の新手法となり得る。