Tính toán tần suất Haplotype hệ 17 Y STR phục vụ công tác giám định tại viện khoa học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT





VŨ LÊ LỢI







TÍNH TOÁN TẦN SUẤT HAPLOTYPE HỆ 17 Y-STR
PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIÁM ĐỊNH TẠI
VIỆN KHOA HỌC HÌNH SỰ





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

Hà Nội, tháng 11-2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT



VŨ LÊ LỢI



TÍNH TOÁN TẦN SUẤT HAPLOTYPE HỆ 17 Y-STR
PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIÁM ĐỊNH TẠI
VIỆN KHOA HỌC HÌNH SỰ


Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60.42.30

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Hà





Hà Nội, tháng 11-2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN


Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết
ơn sâu sắc tới:
PGS.TS Thượng tá Nguyễn Văn Hà, Phó giám đốc Trung tâm giám định
Sinh học pháp lý, Viện Khoa học hình sự - Bộ Công an.
là người đã quan tâm hướng dẫn tận tình và luôn tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi trong suốt thời gian làm luận án.
Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo, tập thể cán bộ
Trung tâm giám định sinh học pháp lý, Viện Khoa học hình sự - Bộ Công an
đã giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.
Hà Nội, tháng 11 năm 2013

Vũ Lê Lợi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

MỤC LỤC Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Sơ lược về người Việt (Kinh) 3
1.2 Cấu trúc nhiễm sắc thể Y 4
1.3 Các chỉ thị di truyền trong phân tích nhiễm sắc thể Y 5
1.4 Các kít thương mại phân tích nhiễm sắc thể Y 8
1.5 Dữ liệu YSTR Haplotype 9
1.6 Ý nghĩa thống kê của phân tích nhiễm sắc thể Y trong hình sự 11
1.7 Ứng dụng của phân tích ADN trên nhiễm sắc thể Y 12
1.8 vấn đề sử dụng Y-STR trong phân tích AND phục vụ giám định
pháp lý 14
CHƢƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.1 Vật liệu 16
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16
2.1.2 Hóa chất 17
2.1.3 Thiết bị máy móc và dụng cụ 17
2.2 Phương pháp nghiên cứu 17
2.2.1 Phân tích AND 17
2.2.2 Phân tích dữ liệu AND 22
CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24
3.1. Kết quả tách chiết ADN bằng phương pháp vô cơ sử dụng chelex 100 24
3.2. Kết quả PCR25
3.3. Phân tích alen và tính toán tần suất Y-STR haplotype 25
3.4. Kết quả sử dụng công cụ trực tuyến YHRD để tính khoảng cách di truyền
giữa quần thể nghiên cứu và các quần thể có sẵn trong cơ sở dữ liệu 29

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

KẾT LUẬN 33
KIẾN NGHỊ 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

- STR Short Tandem Repeat
- Y‐STR Y‐ chromosome Short Tandem Repeat
- DNA Deoxyribonucleic Acid
- PCR Polymerase Chain Reaction
- AMPS Ammonium Persulfate
- dNTPs Deoxy Nucleotide Tri Phosphates
- EDTA Ethylene Diamine Tetra Acetic Di‐Sodium Salt
- FDL Forensic DNA Laboratory
- DC Discrimination Capacity
- HD Haplotype Diversity
- GD Gene Diversity
- bp base pairs
- PCR Polymerase Chain Reaction
- YHRD Y‐Chromosome Haplotype Reference Database
- SWGDAM Scientific Working Group on DNA Analysis Methods
- NRY Non‐recombining Y‐chromosome
- SNP Single Nucleotide Polymorphism
- mtDNA Mitochondrial DNA
- PAR Pseudo‐Autosomal Region

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các chỉ thị di truyền Y-STR chọn lọc
Bảng 1.2: Tóm tắt các kit Y-STR thương mại
Bảng 1.3: các cơ sở dữ liệu gen Y-STR trên thế giới
Bảng 1.4: Các ứng dụng và thuận lợi khi phân tích Y-STR trong hình sự
Bảng 2.1: Các thành phần hóa chất sử dụng để điện di mao quản
Bảng 3.1: Kết quả định lượng ADN từ 10 mẫu nghiên cứu ngẫu nhiên
Bảng 3.2: Bảng đa hình các alen quan sát được khi nghiên cứu
Bảng 3.3: Tần suất alen 17 locus Y-STR phân tích từ 80 người
nghiên cứu
Bảng 3.4: Bảng giá trị của Ф
st
và P giữa quần thể Việt đã nghiên cứu
và dữ liệu có sẵn trên YHRD
Bảng 3.5: Bảng giá trị Ф
st
và P giữa quần thể người Việt (Kinh) đã
nghiên cứu và quân thể các nước lân cận



DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ 2 nhiễm sắc thể giới tính X và Y:
Hình 1.2: Trường hợp 2 alen ở locus DYS385a/b
Hình 1.3: Hình ảnh khuếch đại ở locus DYS389I/II
Hình 1.4: Kết quả điện di của kit Y-PLEX
TM

6
Hình 1.5: Hình ảnh pic khi phân tích Y-STR và STR trên NST thường
trong mẫu lẫn thành phần nam/nữ
Hình 1.6: Hình ảnh cây phả hệ
Hình 3.1: Hình ảnh pic 17 locus Y-STR sau điện di huỳnh quang
Hình 3.2: Đồ thị mô tả chỉ số đa dạng locus gen hệ 17 Y-STR

Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
1
MỞ ĐẦU

Ở Việt Nam, tại Viện Khoa học hình sự, phòng thí nghiệm ADN đã
được triển khai từ năm 1999 với trang thiết bị hiện đại và đội ngũ giám định
viên được đào tạo chuyên sâu [9]. Lĩnh vực giám định gen được triển khai với
3 mảng lớn là: Giám định ADN trên nhiễm sắc thể thường; giám định gen
trên nhiễm sắc thể giới tính và giám định ADN ti thể. Phân tích ADN trên
nhiễm sắc thể giới tính, đặc biệt là trên nhiễm sắc thể Y đã đóng góp được
những thành tích nhất định như: bổ sung vào bảng locus gen cùng với các
locus gen trong phân tích ADN trên nhiễm sắc thể thường, phân tích quan hệ
huyết thống cha con, phân tích phả hệ theo dòng bố và đặc biệt hữu ích trong
các vụ án dấu vết ít, khó phát hiện như các vụ án hiếp dâm (lẫn thành phần
thấp tế bào nam trong thành phần cao tế bào nữ hoặc nhiều đối tượng tham
gia vụ án), các vụ án dấu vết bị nhiễm, bị lẫn.
Giám định ADN trên nhiễm sắc thể Y là phân tích và so sánh các chỉ
thị di truyền là các đoạn lặp ngắn STR (Short Tandem Repeat) trên nhiễm sắc
thể Y giữa mẫu cần giám định và mẫu so sánh. Những người có giới tính nam
trong cùng một phả hệ theo dòng bố sẽ có cùng một kiểu gen đơn bội trên
nhiễm sắc thể Y (gọi là Haplotype), kiểu gen này rất ổn định ngoại trừ đột

biến. Do vậy phân tích hệ Y-STR trong giám định gen không có tính truy
nguyên cá thể như trên nhiễm sắc thể thường, mà chỉ có tính chất loại trừ
trong một số trường hợp. Tuy nhiên phân tích này lại rất hữu ích trong các
trường hợp với dấu vết ít, khó phát hiện mà phân tích trên nhiễm sắc thể
thường không có tác dụng và một điều quan trọng là trong phần lớn các vụ án
bạo lực, hiếp dâm thì đối tượng luôn là nam giới. Nên triển khai giám định
ADN trên nhiễm sắc thể Y là một công việc rất ý nghĩa. Sự phát triển của
Sinh học phân tử và khoa học thống kê, giúp giám định gen trở thành công cụ
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
2
sắc bén trong nghiên cứu ADN nói chung và khoa học hình sự nói riêng. Tuy
vậy, ở Việt Nam chưa có nhiều công trình nghiên cứu chi tiết về lĩnh vực này.
Hiện nay, tại Viện Khoa học hình sự mới có các công trình về tần suất của các
chỉ thị di truyền STR trên nhiễm sắc thể thường (người Kinh, Mường ), còn
về tần suất Haplotype chưa có thống kê nào cụ thể.
Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài sẽ phân tích các alen thuộc hệ Y-STR
trên nhiễm sắc thể Y của 80 người đàn ông Việt (Kinh) khỏe mạnh, không
quen biết nhau trước ở các vùng miền của Việt Nam. Sau đó liệt kê được bảng
đa hình các alen cho từng locus và xác định số Haplotype hệ Y-STR có thể
quan sát được bằng phương pháp đếm. Từ đó tính toán tần suất Haplotype và
tính tính chỉ số Haplotype và chỉ số các locus gen.
Đề tài nghiên cứu “ Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR phục vụ
công tác giám định ADN tại Viện Khoa học hình sự” được tiến hành là hết
sức cần thiết và có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn.

Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
3
CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Sơ lƣợc về chủng tộc ngƣời Việt (Kinh)
Người Việt hay người Kinh là một dân tộc hình thành tại khu vực địa lý
mà ngày nay là miền Bắc Việt Nam và miền namTrung Quốc. Đây là dân tộc
chính, chiếm khoảng 86,2% dân số Việt Nam và được gọi chính thức là dân
tộc Kinh để phân biệt với những dân tộc thiểu số tại Việt Nam. Ngôn ngữ
chính sử dụng là tiếng Việt theo nhóm Việt-Mường. Người Kinh sinh sống
trên khắp toàn thể nước Việt Nam và một số nước khác nhưng đông nhất vẫn
là các vùng đồng bằng và thành thị trong nước. Còn nếu tính theo kiều bào ở
ngoài nước thì người Việt định cư ở Hoa Kỳ là đông nhất.
Theo Tổng điều tra dân số và nhà ở năm 2009, người Kinh ở Việt Nam
có dân số 73.594.427 người, chiếm 85,7% dân số cả nước, cư trú tại tất cả
63 tỉnh, thành phố. Các tỉnh, thành phố có số lượng người Kinh lớn nhất là:
Thành phố Hồ Chí Minh (6.699.124 người), Hà Nội (6.370.244 người), Thanh
Hóa (2.801.321 người), Nghệ An (2.489.952 người), Đồng Nai (2.311.315
người), An Giang (2.029.888 người).
Người Kinh là dân tộc đa số tại Việt Nam, tuy nhiên tại một số
tỉnh miền núi phía Bắc, người Kinh lại là dân tộc thiểu số: Lào Cai (212.528

người, chiếm 34,6% dân số toàn tỉnh, tỉnh này không có dân tộc đa số), Hòa
Bình (207.569 người, chiếm 26,4% dân số toàn tỉnh, người Mường là dân tộc
đa số ở Hòa Bình, chiếm 63,9%), Sơn La (189.461 người, chiếm 17,6% dân
số toàn tỉnh, người Thái là dân tộc đa số ở Sơn La), Lạng Sơn (124.433
người, chiếm 17,0% dân số toàn tỉnh, tỉnh này không có dân tộc đa số), Hà
Giang (95.969 người, chiếm 13,2% dân số toàn tỉnh, tỉnh này không có dân
tộc đa số), Điện Biên (90.323 người, chiếm 18,4% dân số toàn tỉnh, tỉnh này
không có dân tộc đa số), Lai Châu (56.630 người, chiến 15,3 dân số toàn tỉnh,
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
4
tỉnh này không có dân tộc đa số), Bắc Kạn (39.280 người, chiếm 13,4% dân
số toàn tỉnh, người Tày là dân tộc đa số ở tỉnh này), Cao Bằng (29.189 người,
chỉ chiếm 5,76% dân số toàn tỉnh, tỉnh này không có dân tộc đa số).
1.2. Cấu trúc nhiễm sắc thể Y
Nhiễm sắc thể Y có chiều dài 50 Mb, là nhiễm sắc thể nhỏ thứ 3 trong
bộ nhiễm sắc thể người, chỉ lớn hơn NST số 21 (47Mb) và NST số 22
(49Mb). Phần lớn nhiễm sắc thể Y là vùng không tái tổ hợp (Non-
Recombining NRY) chiếm 95%. Hai đầu của NST Y là vùng pseudo-
autosomal (PAR), kết cặp và tái tổ hợp với các vùng tương đồng trên NST X
trong kỳ đầu của giảm phân I, chúng được gọi là vùng nhiễm sắc thể thường
giả bởi vì bất kỳ gen nào định vị trong vùng này đều được di truyền hoàn toàn
giống như các gen trên nhiễm sắc thể thường. PAR 1 ở cánh ngắn của NST Y
có kích thước 2,5 Mb, PAR 2 ở cánh dài có kích thước hơn PAR1 1 Mb.
Vùng NRY còn được gọi là male-specific region (MSY). Tổng cộng có 156
đơn vị phiên mã được biết đến bao gồm 78 gen mã hóa protein có mặt trên
MSY.
Nhiễm sắc thể Y chứa một lượng lớn đoạn ADN đa hình, đó là các
đoạn ADN ngắn lặp lại gọi là STR (Short Tandem Repeats). Các đoạn ADN

này có ý nghĩa rất lớn trong nghiên cứu sinh học, tiến hóa và trong khoa học
hình sự.

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc 2 nhiễm sắc thể giới tính X và Y
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
5
1.3. Các chỉ thị di truyền trong phân tích nhiễm sắc thể Y
Từ năm 1990 đến nay các nhà Khoa học hình sự sử dụng kỹ thuật phân
tích gen có trình tự lặp ngắn (Short Tandem Repeat –STR hay Microsatellite)
vì chúng khá bền vững, có khả năng phân tích đồng thời nhiều gen, ít phụ
thuộc vào các thao tác kỹ thuật người giám định. Các cấu trúc VNTR hay
STR đều mang tính bảo thủ cao, được di truyền qua các thế hệ và mang tính
đặc trưng cho cá thể. Đó là nền tảng khoa học cho giám định gen. Các gen
này thường có tính đa hình cao, ít đột biến, tương đối bền vững và cho phép
đồng thời thực hiện được các phản ứng nhân gen của nhiều gen khác nhau.
STR (Short Tandem Repeat) là các trình tự ADN ngắn lặp đi lặp lại,
khoảng 2-6 base pair (bp). Trình tự đoạn lặp này có thể được khuếch đại bằng
cách sử dụng các mồi chuyên biệt. Các phòng thí nghiệm hình sự trên thế giới
thường sử dụng các đoạn lặp 4 nucleotide, đảm bảo tính đa hình và thuận lợi
cho phản ứng khuếch đại và phân tích nhiều chỉ thị di truyền cùng một lúc
[21]. Phân tích STR rất phù hợp trong các trường hợp dấu vết hình sự, bởi lẽ
các dấu vết sinh học tại hiện trường chịu nhiều tác động của điều kiện ngoại
cảnh nên ADN dễ bị đứt gẫy. Hơn nữa STR dễ thực hiện phản ứng khuếch đại
và có thể khuếch đại nhiều vị trí cùng lúc.
Kể từ cuối những năm 90, khoa học đã giải mã được bộ gen người, nên
việc sử dụng các chỉ thị di truyền Y-STR (Short Tandem Repeat) đã phổ biến
ở các phòng thí nghiệm Khoa học hình sự trên toàn thế giới. Trong những
năm 90 chỉ một số ít chỉ thị di truyền Y-STR được sử dụng. Vào đầu năm

2002 chỉ có khoảng 30 Y-STR được sử dụng, và từ thời gian đó tới này đã có
hơn 200 Y-STR mới được gửi vào cơ sở dữ liệu gen (GDB; ).
Tuy nhiên, để thuận tiện các nhà khoa học chỉ chọn một số lượng có
hạn các locus để tiến hành. Năm 1997 người ta đã chọ các locus DYS19,
DYS389I, DYS389II, DYS390, DYS391, DYS392, DYS393, và DYS385a/b
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
6
để xây dựng Haplotype tối thiểu (Minimal haplotype) . Đã có hơn 4.000
người đàn ông từ 48 nhóm quần thể khác nhau đã được nghiên cứu với các
locus này. Đây là cơ sở cho hình thành cơ sở dữ liệu Haplotype trực tuyến
hiện nay (; ). Vào tháng giêng năm
2003, tập đoàn nghiên cứu về ADN SWGDAM đã bổ sung thêm 2 locus cho
bộ Haplotype tối thiểu là locus DYS438 và DYS439 [10]. Hiện này ABI bổ
sung thêm 5 locus là DYS437, DYS448, DYS456, DYS458 và DYS635
Hiện nay, phổ biến trên thế giới và Viện Khoa học hình sự cũng đã áp
dụng là bộ chỉ thị di truyền 17 Y-STR (bảng 1.1).[9]
Bảng 1.1: Các chỉ thị di truyền Y-STR chọn lọc
Locus
Số lƣợng alen
Đoạn lặp
DYS456
13-18
AGAT
DYS389I
10-15
TCTA
DYS 390
18-27

TCTA
DYS 389 II
24-34
(TCTG) (TCTA)
DYS 458
14-20
GAAA
DYS 19
10-19
TAGA
DYS 385a/b
7-25
GAAA
DYS 393
8-16
AGAT
DYS 391
7-13
TCTA
DYS 439
8-15
AGAT
DYS 635
20-26
TSTA
DYS 392
7-18
TAT
Y GATA H4
8-13

TSTA
DYS 437
13-17
TCTA
DYS 438
8-13
TTTTC
DYS 448
17-24
AGAGAT
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
7
Đặc biệt, ở một số locus trên nhiễm sắc thể Y có nhiều hơn 1 alen.
Thực tế này dẫn tới nhầm lẫn khi đếm số locus trên một haplotype. Tại các
locus này với một cặp mồi duy nhất có thể khuếch đại 2 đoạn ADN, cho nên
có thể xem đây là 2 locus. Ví dụ tại locus DYS 385, có 2 đoạn ADN được
khuếch đại với một cặp mồi, nên khi đọc kết quả điện di sẽ có 2 alen, 2 alen
này được đặt là “a” và “b”, trong đó alen a có kích thước nhỏ hơn alen b, và
cũng có trường hợp kích thước alen a bằng alen b, khi đó kết quả điện di sẽ
cho 1 pic cao duy nhất [10]. Trường hợp này sẽ cho 2 locus DYS385a/b chính
vì vậy có bộ kit 17 chỉ thị di truyền như trên. Hình 1.2
Ở locus DYS389I/II cũng có hai sản phẩm khuếch đại trong quá
trình PCR với một cặp mồi. Tuy nhiên trong trường hợp này sản phẩm PCR
của DYS389I là nhóm phụ của DYS389II vì mồi xuôi gắn vào 2 vùng
flanking của 2 vùng lặp lại [10]. Hình 1.3

Hình 1.2: Trường hợp 2 alen ở locus DYS385a/b

Hình 1.3: Hình ảnh khuếch đại ở locus DYS389I/II
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
8
1.4. Các bộ kít thƣơng mại phân tích nhiễm sắc thể Y
Các nhà khoa học hình sự chủ yếu dựa vào các bộ kít thương mại để
giám định ADN. Bộ đầu tiên được sử dụng là Y-PLEX
TM
6 của hãng ReliaGene
Technologies (NewOrleans LA), đồng khuếch đại DYS19, DYS389II,
DYS390, DYS391, DYS393 và DYS385a/b. ReliaGene Technologies bán bộ
kít Y-PLEX12, trong đó có bổ sung các locus mà SWGDAM đã nghiên cứu
cộng với chỉ thị di truyền Amelogenin. Một lợi thế lớn trong việc sử dụng kit
Y-STR thương mại là sẵn có các thang alen chung.
Các kit thương mại có được mô tả trong bảng dưới đây. Các nhóm
locus gen được thiết kế mồi gắn huỳnh quang với các màu khác nhau để phát
hiện sản phẩm điện di. B là màu xanh, G là màu xanh lá cây, Y là màu vàng,
R là màu đỏ.

Hình 1.4: Kết quả điện di của kit Y-PLEX
TM
6
Đặc điểm các locus gen được mô tả (bảng1.1). Một lợi thế của các kit
thương mại là phân tích cùng một lúc nhiều locus gen và có một thang alen
tiêu chuẩn. Các thang alen chuẩn giúp đánh giá quá trình phân tích ADN được
chính xác.
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý

9
Hiện nay, Viện Khoa học hình sự đang sử dụng bộ kit của hãng
Applied Biosystems, với 17 chỉ thị di truyền. Trong đó có 7 chỉ thị di truyền
sử dụng là hệ European Minimal Haplotyep, SWGDAM bổ sung thêm 2 chỉ
thị là locus DYS438 và DYS439. Hãng ABI bổ sung thêm 5 locus để sản xuất
bộ kít thương mại AmpFlSTR® Yfiler™ PCR Amplification. Bộ kít này phổ
biến các phòng thí nghiệm hình sự thế giới, và được FBI đưa vào tiêu chuẩn
trong giám định gen hình sự.
Bảng 1.2: Tóm tắt các kit Y-STR thương mại

1.5. Dữ liệu YSTR Haplotype
Cơ sở dữ liệu Y-STR lớn nhất và sử dụng rộng rãi nhất được Lutz
Roewer và Các đồng nghiệp tại Đại học Humbolt (Đức) xây dựng và đã hoạt
động trực tuyến từ năm 2000. Các thông tin của cơ sở dữ liệu này được lấy từ
89 tổ chức hợp tác nằm trong 36 quốc gia khác nhau. Tính đến tháng 5 năm
2004 đã có 24.000 mẫu từ 224 quần thể người trên toàn thế giới có thể tìm
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
10
kiếm qua mạng từ trang web trực tuyến hoặc
[10]
Việc xây dựng một cơ sở dữ liệu Y-STR là rất ý nghĩa. Mục đích của
cơ sở dữ liệu gen là liệt kê được tất cả các alen, locus và gen phổ biến, từ đó
có thể ước tính được độ tin cậy của một nghiên cứu về alen, locus và gen nào
đó.
Từ khi cơ sở dữ liệu YHRD ra đời đã giải quyết được 4 mục tiêu chính
sau: (1) Thiết lập ngân hàng thông tinh tiêu chuẩn về trình tự Y-STR. (2) Đưa
ra một tiêu chuẩn cho giám định gen phục vụ pháp lý. (3) Đánh giá mức độ
phân bố của quần thể. (4) ước tính được một khoảng tinh cậy cho tần số

haplotype Y-STR phục vụ trong giám định gen hình sự.
Tính đến ngày 30 tháng 12 năm 2010, cơ sở dữ liệu YHRD đã xây
dựng được 91601 haplotyep và đã lấy mẫu từ 710 quần thể trên thế giới, và
đưa vào trực tuyến khi truy cập vào trang web hoặc
.
Bảng 1.3: Các cơ sở dữ liệu gen Y-STR trên thế giới

Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
11
1.6. Ý nghĩa thống kê của phân tích nhiễm sắc thể Y trong hình sự
Thực tế chỉ ra rằng, nhiễm sắc thể Y được di truyền nguyên vẹn từ cha
sang con trai (ngoại trừ đột biến). Nên việc phân tích hệ Y-STR không có ý
nghĩa trong truy nguyên hình sự. Vì một Y-STR haplotype tìm được trong
dấu vết hiện trường thì sẽ trùng với tất cả những người đàn ông có quan hệ
theo dòng bố của đối tượng, chính vì vậy phân tích này chỉ có ý nghĩa truy
nguyên nhóm. Tuy vậy điều này cũng rất ý nghĩa với cơ quan điều tra khi
phân vùng được đối tượng. Khi một kiểu gen đơn bội hệ Y-STR phân tích
được từ dấu vết hiện trường trùng với kiểu gen của đối tượng, thì ta không
loại trừ đối tượng cũng như người thân theo dòng bố với đối tượng đã tham
gia hoạt động phạm tội. Do vậy, vấn đề đặt ra là phải có một con số thống kê
có ý nghĩa với kết luận không loại trừ này. Budowle và các cộng sự đã sử
dụng phương pháp đếm để tính toán thống kê tần suất Y-STR haplotype.
Phương pháp này khá đơn giản, và có thể chấp nhận một khoảng tin cậy để
phản ánh sai số trong quá trình chọn mẫu đại diện để nghiên cứu. Đặc biệt có
nhiều haplotype hiếm sẽ không quan sát được khi nghiên cứu vài trăm cho
đến hàng nghìn cá thể.
Các locus Y-STR nằm trên phần không tái tổ hợp của nhiễm sắc thể Y.
Do đó tần suất của một haplotype sẽ có ý nghĩa thống kê hơn là tần suất của

alen. Tần số haplotype Y-STR với khoảng tin cậy được tính theo công thức
sau:
P=X/N
Trong đó: X là số kiểu gen Y-STR quan sát được khi nghiên cứu và N
là số cá thể nghiên cứu.
Khoảng tin cậy:

Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
12
Trong trường hợp một kiểu gen Y-STR không quan sát được trong mẫu
nghiên cứu thì khoảng tin cậy của nó là

1.7. Ứng dụng của phân tích ADN trên nhiễm sắc thể Y
Phát hiện thành phần nam giới trong dấu vết, đặc biệt là các dấu
vết trong các vụ tấn công tình dục
Các nhà khoa học đã khẳng định rằng chỉ có người có giới tính nam
mới có nhiễm sắc thể Y. Vì thế nếu phân tích nhiễm sắc thể Y thì sẽ phát hiện
được thành phần tế bào nam giới. Mà phần lớn các vụ tấn công bạo lực thì đối
tượng là nam giới, chính vì vậy phân tích nhiễm sắc thể Y rất hữu ích. Đặc
biệt trong các vụ hiếp dâm, khi mà dấu vết thu tại hiện trường hoặc thu từ
dịch âm đạo của nạn nhân nữ, thường tế bào nữ sẽ chiếm lượng lớn, trong đó
có rất it thành phần tế bao nam giới. Khi đó phân tích ADN trên nhiễm sắc thể
thường sẽ không phát hiện được thành phần nam giới (hình dưới). Với phân
tích nhiễm sắc thể Y thì chỉ phát hiện thành phần nam giới, nên kể cả thành
phần nam ít hơn rất nhiều thành phần nữ giới thì có thể phát hiện được (hình
1.3).
Trƣờng hợp vắng mặt đối tƣợng điều tra hoặc là các vụ thảm họa
Trong trường hợp một số vụ án, đối tượng điều tra lẫn trốn nên chưa

thu được mẫu so sánh với các dấu vết tìm được. Khi ấy, để kịp tiến độ điều
tra, người ta có thể thu mẫu của các người thân có quan hệ theo dòng bố với
đối tượng để có thể khoanh vùng đối tượng.
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
13

Hình 1.5: Hình ảnh pic khi phân tích Y-STR và STR trên NST thường
trong mẫu lẫn thành phần nam/nữ
Hoặc trong các vụ việc giám định huyết thống cha con, mà người cha
đã chết thì có thể tiến hành thu mẫu của anh, em ruột người cha đó để so sánh
với người con trai đó để có thể đưa ra kết luận giám định. Như trong hình
minh họa (1.4), với một bảng phả hệ như trên thì khi người cha đã mất thì có
thể so sánh người con với chú hoặc các anh em trai họ theo sơ đồ phả hệ đó.
Tuy nhiên phân tích ADN trên nhiễm sắc thể thường sẽ cho kết luận cuối
cùng tốt hơn, vì không phải lúc nào xác minh theo phả hệ cũng luôn đúng.

Hình 1.6: Hình ảnh cây phả hệ

Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
14
Ứng dụng trong một số trƣờng hợp khác
Bảng 1.4: Các ứng dụng và thuận lợi khi phân tích Y-STR trong
hình sự

Ứng dụng
Ý nghĩa

Trong các vụ án
xâm hại tình
dục
Phát hiện thành phần nam giới (có thể phân biệt tinh trùng
và tế bào biểu mô nam giới)
Xác định huyết
thống cha - con
Kiểm tra huyết thống cha con không cần mẫu của mẹ, có
thể tiến hành với người thân có quan hệ theo dòng bố.
Trong trường
hợp vắng mặt
đối tượng điều
tra (nam giới)
Kiểm tra với người thân có quan hệ theo dòng bố với đối
tượng
Nghiên cứu
nguồn gốc của
quần thể người.
Vì haplotype ổn định (ngoại trừ đột biến thấp) nên có thể so
sánh giữa các quần thể với nhau để xác định nguồn gốc của
một quần thể dân số.
Nghiên cứu phả
hệ, dòng họ
Việc các dòng họ thường đặt tên họ cho con trai, nên việc
phân tích nhiễm sắc thể Y cũng rất thuận lợi cho việc xác
định dòng họ, phả hệ.

1.8. vấn đề sử dụng Y-STR trong phân tích ADN phục vụ
giám định pháp lý
Hệ Y-STR đã được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm khoa

học hình sự trên thế giới. Ban đầu nó được sử dụng phổ biến ở châu Âu hơn là
Mỹ. Tại Mỹ, cuối những năm 90 thế kỷ trước, viện nghiên cứu New York
City Office of the Chief Medical Examiner (OCME) đã sớm sử dụng. Sau đó
ReliaGene Technologies, Inc (New Orleans, LA) đã phát triển bộ kít đầu tiên
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
15
vào năm 2000. OCME đã sử dụng phân tích Y-STR cho 4 mục đích sau: (1)
Dấu vết thử định hướng dương tính với tinh dịch nhưng không phát hiện
ADN lạ ngoài nạn nhân hoặc là ADN đối tượng thấp, dưới ngưỡng phát hiện
khi phân tích ADN trên nhiễm sắc thể thường. (2) Xem xét tỉ lệ thành phần
ADN nam và nữ trong dấu vết có kết quả thử định hướng dương tính với tinh
dịch. (3) Kiểm tra trên số lượng lớn các dấu vết tinh dịch. (4) Xác định số
lượng đối tượng để lại dấu vết tinh dịch đó.
Trong một báo cáo của OCME đưa ra năm 2001, khi họ có thể phát
hiện tỉ lệ male/female là 1:4000. Năm 2002, Sibille et al đưa ra nghiên cứu
cho thấy, vẫn có thể phân tích Y-STR từ các dấu vết tinh dịch của vụ án hiếp
dâm sau khi đã xảy ra khoảng 48 giờ, với 104 mẫu dịch âm đạo thu từ các vụ
án thì họ đã phân tích được khoảng 29% các mẫu này.
Tại Viện Khoa học hình sự, phân tích ADN hệ Y-STR chưa có điều
kiện nghiên cứu sâu vì những lý do: (1) Kinh phí cho nghiên cứu là khá lớn,
(2) Các vụ việc còn khiêm tốn, khi cơ quan điều tra chủ yếu là khai thác rõ về
truy nguyên cá thể Hiện nay tại Viện, phân tích Y-STR chủ yếu phục vụ
giám định huyết thống theo dòng bố, và bổ sung vào bảng locus gen cùng với
phân tích ADN trên nhiễm sắc thể thường để đưa ra kết luận rõ ràng nhất
(trong các vụ thiên tai khi phân không phân tích được đầy đủ kiểu gen trên
nhiễm sắc thể thường).

Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
16
CHƢƠNG II
VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu
2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu
Mẫu máu của 80 người đàn ông Việt (kinh) khỏe mạnh, không có họ
hàng với nhau từ các vùng miền ở Việt Nam.
2.1.2 Hóa chất
a. Hóa chất tách chiết
PBS (Phosphate – buffered saline)
8g NaCl
0,2g KCl
1,44g Na
2
HPO
4
0,2g KH
2
PO
4
Pha trong 800 ml nước cất,

chỉnh pH 7,4 với HCl, thêm
nước tới 1 lít
SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) (Sigma – Mỹ).
Proteinase K (Sigma – Mỹ).
Ethanol (Trung Quốc).
Chelex® 100 Resin (Bio-rad/Mỹ).
- b. Hóa chất dùng cho PCR
AmpFℓSTR® Yfiler® PCR Amplification Kit (P/N 4322288)
Taq polymerase 5U/µl
Nước cất khử ion và khử trùng
- c. Hóa chất dùng cho điện di
AmpFℓSTR® Yfiler® PCR Amplification Kit (P/N 4322288)
GeneScan™ 500 LIZ® Size Standard (P/N 4322682)
POP-4™ Polymer (P/N 4352755)
Hi-Di
TM
Formamide (P/N 4311320)
Tính toán tần suất Haplotype hệ Y-STR của người Việt (Kinh)

Vũ Lê Lợi – Trung tâm giám định Sinh học pháp lý
17
2.1.3 Thiết bị máy móc và dụng cụ
Thiết bị
Máy ly tâm (Mikro 200 – Hittich/Đức)
Máy PCR 9700 (ABI – Mỹ)
Máy PCR iCycler (Biorad – Mỹ)
Lò vi sóng
Tủ hút
Buồng thao tác PCR
Block gia nhiệt

Máy khuấy từ
Máy cất nước 2 lần
Máy điện di mao quản: sequnencer 3130
Dụng cụ
Pipet các loại
Ống Eppendorf các loại
Plate 96 giếng
Đầu côn các loại
Găng tay cao su
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phân tích ADN
2.2.1.1 Phƣơng pháp tách chiết
Phương pháp tách chiết ADN từ máu theo phương pháp tách chiết vô
cơ sử dụng chelex100
Nguyên tắc : Chelex® 100 Resin là hợp chất hóa học có ái lực cao với
những ion kim loại đa hóa trị. Nó là chất tạo bởi styren và divinyl benzen có
chứa cặp ion Imiodi axetatate và hoạt động như những nhóm tạo phức. Sự có