资讯详情

Sceince: 微生物有望协助法医破案

ascospore  发布于:2015/12/13  阅读量:692  来源:Science

“尘归尘”是土壤微生物积极努力的结果而非上帝的杰作。但是直到现在,我们对这些能把我们的身体转化为泥土的微小送葬者仍然了解甚少。最近的研究表明,无论我们被埋葬在何处,同样的细菌、真菌和土壤中的其他微生物将会洗劫我们的身体,就好像它们在等着我们尸体的到来。这个发现对于法医学有着重要的影响,它能帮助警察更好的确认死亡时间。


参与此研究的尤金俄勒冈大学的微生物生态学家Brendan Bohannan说:“我想象着那些(新的)结论最终会出现在生态系统科学教科书和CSI电视剧的插曲中,你不能说最科学的文章也会那样!” 


与植物相比,腐烂的动物肢体无疑是氮和碳这些营养物质的丰富来源。荷兰乌得勒支大学的微生物生态学家George Kowalchuk说,尸体对于微生物来说就是“金矿”。然而,他并未参与此项研究。他还说,虽然我们很早之前就知道食腐动物如秃鹰,浣熊,绿头苍蝇会分解尸体,然而最近才认识到为微生物分解者是如何重要。


为了探究这些微生物到底发挥着什么样的作用,博尔德市科罗拉多大学的进化生物学家杰西卡?梅特卡夫开始调查尸体内部、外部以及周围的微生物。她从老鼠为例开始探究,将126个老鼠尸体各自装入盛有来自三个不同地方的泥土的独立容器中,这些土壤分别来自:短草草原,科罗拉多州的海滩松亚高山的森林以及在德克萨斯州的沙漠。在一年半以后,她抽样检查腐烂的老鼠皮肤上、内脏中以及土壤中的微生物。在来自德克萨斯东南部亨茨维尔市萨姆休斯顿州立大学应用法医科学设备处的同事的帮助下,她同样追踪了为科学捐赠的4个人的尸体的腐败过程,其中两个于冬季埋葬在外面,另外两个在春季埋葬。


分辨以及在实验室中研究微生物无疑是个极大的挑战,因为许多微生物不能培育。为了计算出这些群落中到底包含了什么寄生虫和真菌,Metcalf,Rob Knight,来自加利福尼亚大学的微生物生态学家San Diego以及他们的同事使用了宏基因组学,即一种针对土壤和尸体样本的DNA进行分离并测序的方法。为了分析他们所发现的成千上万的种类,他们开发了复杂的计算机程序。Kowalchuk说,“这是一个宏基因组绝技…它能把复杂的微生物信息转化为有用的形式。”


他们的研究发现大多数参与分解的微生物来自于土壤,而不是像其他研究者所说的来自于内脏。更甚至于,不管是什么土壤类型,何种天气,或者是否有其他食腐者的存在,这些微生物都相同。


这表明土壤可能含有“微生物种子银行”,一些少见的微生物可能只会在营养丰富的尸体的到来时才会出现。弗拉格斯塔夫州北亚利桑那大学的一位没有参与此项研究的生物信息学家Greg Caporaso说,尸体到来时才是这些微生物的数量剧增之时。这是我们从未想到过的,Eva Cuypers强调,她是比利时鲁汶大学的法医毒理学家,并且领导了“死亡的味道”的研究。Cuypers并没有参与此项研究,她说,最令人震惊的结果是微生物分解者群落并不依赖于土壤类型,并且,这可能有助于她回答是否有一种独特的味道与死亡相关这个问题。


更多的是,这项研究表明微生物群落以一种可预测的方式跟随时间发生变化。这些分解者在实验初期难以检测,并且尸体周围的土壤中呈现了不同种类的微生物,这个科研小组在Science上发表了结果。但是在由于内脏微生物的活动引起的尸体裂解之后,它们的原始微生物群落被空气和土壤中的好氧菌取代。这些曾一度稀少的分解者随后凭借腐烂的内脏而数量剧增,在这些腐烂的内脏中存在着丰富的氮和分解后的蛋白质。这个小组报道称,微生物的种类随时间而变化,先是氮循环者占据主导地位,然后是真菌和线虫类在之后的分解过程中发挥主要作用。


通过记录老鼠尸体上分解者的更替,观察人尸体上微生物的同样转变,研究人员为了探究是否可根据微生物群落组成来推测死亡时间,他们把人作为测试案例而建立了一个计算机模型。“实验室中的老鼠实验能够很好地推测出其死亡时间,”Metcalf 说,“这个结果令人大为震惊。”


这个发现对于破案来说可能是一个强有力的新工具。辩论术专家有时会使用昆虫如绿头苍蝇(幼虫以腐肉为食而生长发育)的出现来估计死亡时间。但是Bohannan说微生物的演替“比昆虫的演替能提供更精确的法医信息来源”。


为了能够达到此目的,然而更多的工作需要去做。在国家司法研究所(华盛顿特区美国司法部的研究机构)的帮助下,Metcalf和Knight团队很快就可以使用全国的设备在任何季节研究尸体以观察这些微生物是否相同并且是否遵循相同的演替模式。Cuypers希望看到他们研究更多土壤中的尸体。Bohannon对于是否有可能使用土壤的微生物组成来推测是否在很久之前那儿曾有过尸体。无论结果如何,生物信息学家Caporaso称这篇文章在基于先进的基因测序的新法医技术领域迈出了较早的一步。


全部评论(1)

  • 1楼
    2015/12/14 18:12:11genestory

    【精华】微生物也可化身小小侦探家啊~

    [0]

你的评论

请 登录后添加评论

首页|我要求购|展会信息|关于本站