Can proteomics help determine the post-mortem interval?
La protéomique peut-elle aider à déterminer l’intervalle post-mortem ?
Résumé
Proteomics is a powerful tool for studying the proteins present in biological tissues. This method is attracting growing interest in forensic anthropology. Currently, the post-mortem interval is difficult to determine due to the complexity of biochemical processes during body decomposition, especially if the remains are only bones and teeth. In collaboration with the Forensic Taphonomy and Anatomy Unit of Lille university, we describe a minimally invasive high-resolution mass spectrometry method for identifying potential markers of this interval, from a cohort of 174 teeth from sites of forensic or archaeological interest with intervals ranging from 2020 to 4250-3800 BC. Enamel proteins were extracted by acid etching, digested by trypsin, purified, and analyzed by mass spectrometry. Data were mined with Maxquant, PEAKS and in house python program. Firstly, the identification of the sex of individuals was carried out using amelogenin peptides. The peptides are derived from a group of protein isoforms, amelogenin isoform X (AMELX) and amelogenin isoform Y (AMELY), which are respectively encoded by a gene located on the X and Y chromosomes. The ratio of intensities obtained by LC-MS/MS of the AMELX, and Y peptides was compared to determine sex. It should be noted that, AMELX is 4 times more represented than AMELY which requires statistical tests for degraded bones. Secondly, the analyses show that the percentage of deamidation increases with the age of the sites, i.e. as a function of the interval. Some peptides have a higher deamidation value than others for the same site, potentially due to the amino acid sequence or 3D conformation of the peptide in the protein. A blind statistical test showed a separation of the sites. This post-translational modification may be a marker of the post-mortem interval. Other modifications and degradation of peptides are being studied and an absolute quantification of proteins of interest in enamel will be carried out.
La protéomique est un outil puissant pour étudier les protéines présentes dans les tissus biologiques. Cette méthode suscite un intérêt croissant en anthropologie forensique. Actuellement, l'intervalle post-mortem est difficile à déterminer en raison de la complexité des processus biochimiques lors de la décomposition du corps, en particulier si les restes ne sont que des os et des dents. En collaboration avec l'Unité de Taphonomie Médico-Légale et d'Anatomie de l'Université de Lille, nous décrivons une méthode de spectrométrie de masse à haute résolution minimalement invasive pour identifier des marqueurs potentiels de cet intervalle, à partir d'une cohorte de 174 dents provenant de sites d'intérêt forensique ou archéologique avec des intervalles allant de 2020 à 4250-3800 avant J.-C. Les protéines de l'émail ont été extraites par gravure acide, digérées par la trypsine, purifiées et analysées par spectrométrie de masse. Les données ont été exploitées avec Maxquant, PEAKS et un programme interne python. Tout d'abord, l'identification du sexe des individus a été réalisée à l'aide de peptides amélogénines. Les peptides sont issus d'un groupe d'isoformes protéiques, l'isoforme X de l'amélogénine (AMELX) et l'isoforme Y de l'amélogénine (AMELY), qui sont respectivement codées par un gène situé sur les chromosomes X et Y. Le rapport des intensités obtenues par LC-MS/MS des peptides AMELX et Y a été comparé pour déterminer le sexe. Il est à noter que l'AMELX est 4 fois plus représentée que l'AMELY ce qui nécessite des tests statistiques pour les os dégradés. Deuxièmement, les analyses montrent que le pourcentage de déamidation augmente avec l'âge des sites, c'est à dire en fonction de l'intervalle. Certains peptides ont une valeur de déamidation plus élevée que d'autres pour un même site, potentiellement en raison de la séquence en acides aminés ou de la conformation 3D du peptide dans la protéine. Un test statistique en aveugle a montré une séparation des sites. Cette modification post-traductionnelle peut être un marqueur de l'intervalle post-mortem. D’autres modifications et dégradations de peptides sont étudiées et une quantification absolue des protéines d’intérêt dans l’émail sera réalisée.
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