Test genetici nella investigazione su frodi alimentari

e commercio di specie protette

Alessandra RampazzoAlessandra Rampazzo

Dipartimento di Biologia

Università degli Studi di Padova

La genetica e le sue applicazioni in ambito forenseBologna, 7-9 Settembre 2005

Analisi della variabilità animale/vegetale

• L’identificazione della specie di appartenenza di campioni di origine sconosciuta è di particolare interesse per indagini nel campo delle sofisticazioni alimentari e del commercio di esemplari appartenenti a specie protette.

Ci sono sostanziali differenze in una analisi forense su reperti umani ed

una su reperti di origine animale/vegetale?

• Nell’analisi della variabilità umana e animale/vegetale, sono identici:– Procedimenti di estrazione e

tipizzazione– Metodologie analitiche (multiplexing

di marcatori microsatelliti, analisi di regioni del DNA mitocondriale)

– Criteri di attribuzione e/o di esclusione

APPLICAZIONI in campo animale:

• Identificazione di animali rapiti o trafugati• Identità tra seme ed animale donatore

(inseminazione artificiale)• Valutazione del pedigree di campioni• Discriminazione tra animale nato in cattività ed

esemplare catturato in natura e contrabbandato (repressione dei traffici illegali in accordo con CITES, Convenzione sul Commercio Internazionale di Specie in via di estinzione)

• Repressione frodi alimentari

Analisi forense implica:– Identificazione delle caratteristiche individuali

(es. verificare se frammenti di tessuto rinvenuti sul luogo dell’atto di bracconaggio possano essere ricollegati a campioni di carne conservata in un freezer)

- Identificazione delle caratteristiche della specie e/o della popolazione di appartenenza(es. definire gli ingredienti di alimenti, identificazione di furti di organismi appartenenti a varietà vegetali o a razze animali patentate o certificate)

- Identificazione di Organismi Geneticamente Modificati (OGM)

Marcatori utilizzati:

• Marcatori polimorfi del DNA (marcatori microsatelliti o STR)

• Segmenti di geni del DNA mitocondriale

PCR (Polymerase Chain Reaction)

Marcatori microsatellitiShort Tandem Repeats (STRs)

La regione ripetuta è variabile nei diversi individui

AATG

7 ripetizioni

8 ripetizioni

AATG AATG

Riconoscimento di alleli di marcatori STR

Marcatore 1

Marcatore 2Marcatore 3

DNA mitocondriale

Per le sue caratteristiche, il DNA mitocondriale è particolarmente adatto per l’analisi di campioni biologici in cui il DNA sia scarso o degradato.

Citocromo b

Allineamento di sequenze del citocromo b ottenute da soggetti appartenenti a specie

diverse:

Co-amplificazione di un tratto del citocromo b e della regione D-loop

gallinacavallo

maialepecora

uomouomo

marcatore

DNA Barcoding

COI = Cytocrome c oxidase I

Species-specific DNA Barcodes

In futuro…

Tracciabilità

• “Tracciabilità” significa la capacità di rintracciare e seguire un alimento, un mangime, un animale produttore di alimenti [o una sostanza] attraverso tutti gli stadi della produzione e della distribuzione.(Regolamento CE/178/2002)

Tracciabilità molecolare

• I metodi basati sulla tracciabilità del DNA nelle matrici alimentari sono piu’ affidabili di quelli basati sulle proteine; infatti i trattamenti industriali usati nella produzione di alimenti portano alla degradazione di proteine e DNA. Tuttavia, il DNA può ancora essere rintracciato mediante l’uso di tecniche di biologia molecolare basate sulla PCR (reazione a catena della polimerasi).

Punti critici della tracciabilità molecolare

• Estrazione di DNA di buona qualità ed in quantità sufficiente

• Caratterizzazione di marcatori e geni bersaglio più utili per il riconoscimento e l’identificazione

• Validazione dei metodi in condizioni e laboratori diversi

Caratteristiche dei marcatori e geni bersaglio

• Sono strumenti per consentire l’identificazione del materiale di origine (varietà, specie)

• In particolare sono marcatori molecolari specifici da usare con piattaforme tecnologicamente avanzate per la genotipizzazione qualitativa e quantitativa.

OGM (organismi geneticamente

modificati)

Plant biotechnologyUsing plant biotechnology, a single gene may be added to the strand.

Desired gene Commercial variety New variety

(transfers)

=

Desired gene

(only desired gene is transferred)

CONCLUSIONI

L’analisi del DNA ha enormi potenzialità in genetica forense, ma esistono alcuni limiti

legati principalmente alle metodologie analitiche.