네크로바이오메

Necrobiome

네크로바이옴은 부패한 [1]시체 유골과 연관된 종의 집단으로 정의되어 왔다.분해 과정은 복잡하다.미생물은 시체들을 분해하지만, 곰팡이, 선충, 곤충, 그리고 더 큰 청소 동물들을 포함한 다른 유기체들도 한몫한다.[2]일단 면역체계가 더 이상 활동하지 않게 되면, 장과 폐에 서식하는 미생물들은 각각의 조직을 분해하고 다른 조직과 [3]뼈를 분해하기 위해 혈액과 림프계를 통해 몸 전체를 돌아다닌다.이 과정에서 부산물로 가스가 배출되어 축적되어 [4]팽창을 일으킨다.결국, 그 가스는 신체의 상처와 자연적인 구멍을 통해 스며들며, 일부 미생물들이 시체 안에서 나와 [3]바깥에 서식할 수 있는 길을 제공한다.시체의 내부 장기에 군집하는 미생물 군집은 원자보다 작은 [5]생물군이라고 불린다.외부 환경에 노출되는 시체 외부의 영역을 괴사체의 [6][7][5]후두엽 부분이라고 하며,[6] 개인의 사망 시간과 장소를 결정할 때 특히 중요합니다.분해 과정의 각 단계에서 서로 다른 미생물들이 특정한 역할을 합니다.사체를 서식시킬 미생물들과 그들의 활동 속도는 사체 자체와 사체의 주변 환경 [7]조건에 의해 결정됩니다.

역사

인간의 사체가 인간의 [8]해부학을 이해하기 위해 기원전 3세기경에 처음 연구되었다는 텍스트 증거가 있다.최초의 인간 시체 연구 중 많은 것들이 이탈리아에서 이루어졌는데, [8]1286년까지 거슬러 올라가는 인간의 시체로부터 죽음의 원인을 밝혀낸 최초의 기록이다.하지만, 부분적으로 기독교와 다른 종교적 믿음의 확산이 인간의 해부를 [8]불법으로 만들었기 때문에, 인체에 대한 이해는 더디게 진행되었다.따라서, 13세기까지 인간이 아닌 동물들은 해부학적 이해를 위해 해부되어 왔는데, 그 때 관계자들은 인간의 [8]사체가 인체에 대한 더 나은 이해를 위해 필요하다는 것을 깨달았다.1676년이 되어서야 안토니 반 리우웬훅이 [9]미생물을 시각화할 수 있는 렌즈를 고안했고, 18세기 후반이 되어서야 미생물이 [10]사후에 신체를 이해하는 데 유용하다고 여겨졌습니다.현대의 정교한 분자 기술은 시체에 살고 분해하는 미생물 군집을 식별하는 것을 가능하게 했지만, 더 발전된 연구는 꽤 새롭고,[5] 따라서 잘 이해되지 않는다.괴사체 연구는 [7][5]사망의 시간과 원인을 규명하는 데 점점 더 유용해지고 있다. 그래서 더 최근의 연구는 범죄 해결의 응용을 할 수 있다.

Necrobiome 응용 프로그램

법의 곤충학

법의학 곤충학은 부패하는 인간에게서 발견되는 곤충(절지동물)에 대한 연구로 사후 사후 간격(PMI)을 결정하는 데 사용되는 가장 인기 있는 연구 분야이다.그러나 이 기법은 아직 새롭고 지속적으로 개선되고 있으며, 법의학 곤충학이 아직 그 자체로는 의존할 수 없지만 법의학 인류학 같은 다른 기법과 잘 작동할 수 있다.법의학 곤충학자들은 종종 범죄 현장 조사 분야에서 일하며 의심스러운 죽음과 관련된 증거를 분석하고 수집하는 범죄 현장 전문가 팀의 일원이다.일반적으로 이 직책에 필요한 최소한의 교육은 법의학 박사 학위입니다.법의학 곤충학자들은 그들 분야의 전문가이기 때문에, 미국 법의학 협회로부터 전문적인 인증을 받아야 합니다.비교적 새로운 분야로, 미생물의 존재를 연구하는 법의학 미생물학자들은 [11]시체에 존재하는 미생물을 분석함으로써 시간과 장소를 결정하는 방법을 연구하기 시작했다.이것은 나중에 미생물 시계 과정이 발명되면서 범죄 해결의 필수적인 부분이 될 것입니다.시체가 부패하는 미생물 연대표는 "미생물 시계"라는 용어가 붙었는데, 이것은 시체가 [12]존재하거나 없어진 미생물을 바탕으로 특정 장소에 얼마나 오래 있었는지 추정한다.4일 후 체내에 세균종이 계속 번식하는 것은 사망 후 최소 시간(MTD)[13]을 나타내는 지표다.구더기의 유무와 나이 또한 사망 시간을 결정하는 데 사용될 수 있다; 만약 구더기가 태어난 지 며칠밖에 되지 않았다면, 구더기는 이 [14]시간보다 더 오래 죽지는 않았을 것이다.

미생물 과학 수사

네크로바이옴은 동식물의 분해를 촉매하는 박테리아와 유기체의 다양한 군집을 다루고 있기 때문에(그림 1 참조), 이 특정 생물군은 법의학에서 점점 더 중요한 부분이 되고 있다.부패하는 사체의 아래쪽과 주변의 공간을 차지하고 있는 미생물은 그것만의 독특한데, 지문이 [15]한 사람에게만 독점적으로 존재하는 것과 비슷합니다.범죄현장의 법의학 수사관들은 이러한 차별성을 이용하여 매몰지를 구별할 수 있다.이것은 시신이 그곳에 얼마나 오래 있었는지 그리고 사망이 일어날 [1]수 있는 예상 지역에 대한 구체적인 사실 정보를 제공할 것이다.미생물 포렌식 및 괴사체에 관한 연구가 계속 진행되면서 새로운 포렌식 과학자와 미생물학자의 필요성이 더욱 커지고 있다.살인 등 범죄가 발생하면 현장 전문가나 법의학 전문가로 구성된 팀을 현장에 불러 증거를 수집하고 시신을 [16]조사한다.이 전문가들은 법의학 치과의사부터 법의학 미생물학자까지 다양하다(그림 2 참조).함께, 그들은 희생자의 죽음을 적절히 재건하기 위해 필요한 요소들을 얻을 수 있다.

시체 및 시체

한 가지 방법은 시체농장의 사용을 통해 시체가 어떻게 부패하는지를 연구하는 것이다.미국에는 신체 농장의 본거지인 7개의 연구 시설이 있습니다.녹스빌에 있는 테네시 대학교, 웨스턴캐롤라이나 대학교, 텍사스 주립 대학교, 샘 휴스턴 주립 대학교, 서던 일리노이 대학교, 콜로라도 메사 대학교 및 사우스 플로리다 대학교.이 시설들은 열린 환경이나 얼어붙은 환경, 지하 또는 자동차 [17]내 등 가능한 모든 부패 방식으로 시체들의 부패를 연구한다.시체 연구를 통해, 전문가들은 미생물 연대표를 조사하고 각 사체가 [17]놓여진 다양한 위치에서 각 단계에서 무엇이 정상인지 기록한다.사체 내 괴사체의 변화를 연구하기 위한 실험을 실시하여 실시하였다.[18]이 실험은 괴사체 내 유기체의 상대적 풍부함과 세 가지 다른 단계에서 일어나는 변화를 연구하기 위해 수행되었다.실험을 위해, 그들은 애완동물 사료 회사에서 구입한 6마리의 죽은 토끼를 사용했다.이 토끼들은 키제뱅크에서 구입하여 영국 웨스트요크셔에 있는 허더스필드 대학의 지붕 위에 노출되었다.토끼는 구입하기 전에 죽었다.괴사생물 풍부성의 차이를 확인하기 위해 토끼 3마리의 털을 몸통에서 제거했다.샘플은 구강 내부, 공기 환경에 노출된 몸통 윗쪽 피부, 흙에 닿은 몸통 아랫쪽 피부에서 채취했다.활성 단계, 진행 단계 및 부패 단계를 조사하였으며 단백질 박테리아의 수가 가장 많았으며, 다음으로 분해 활성 단계인 Firmicutes, 박테로이데테스, Actinobacteria가 그 뒤를 이었다(그림 3).분해 진행 단계에서 프로테오박테리아는 구강에서 99.4%에서 81.6%로 감소하였으나 비모피 시료에서 가장 많이 검출되었다.Firmicutes는 모피 샘플과 비모피 샘플 모두에서 피부 샘플에 가장 많이 함유되어 있는 것으로 구별되었다.마지막으로, 단백질 박테리아는 모피와 비모피 샘플에서 분해가 시작되는 동안 토양 계면에 가장 많이 있었다.또한, 그들은 Actinobacteria가 활성 단계에서 가장 적었고 건조 단계에서 [18]더 많이 감소했다고 언급했다.

분해

죽음 이후 시간을 살펴보고 박테리아가 시체 개척 그 태도 예측 가능하다.[19]오직 최근의 연구는 박테리아 혼자 사후 간격 알리는지에 대해 일어났다.[20]박테리아는 분해된 시체에 대한 책임이 있기 때문에 박테리아가 시체에서 발견되고 변화가 신속 다양하다 공부하기 어려울 수 있습니다.[21][20]박테리아는 시체에 청소 동물들, 공기, 물이 가져올 수 있다.[22]온도와 토양 같은 다른 환경적 요인들이 그 미생물들 시체에서 발견된 영향을 끼칠 수 있다.[22]다행히도, 인간과 동물 사이에 미생물의 식민지화 그렇다면, 동물 모델 인간을 위해 분해 과정을 이해하는데 사용될 수 있는 유사하다.[23]인간의 시체들은 논문을 위해 동물 모델과 더 많은 통제된 연구를 큰 표본 크기를 제공한다 사용된다.[20][19]돼지 모델들 반복적으로 지상파 환경에서 인간의 분해 과정을 이해하는 데 사용되었다.[24][25]돼지의 크기라던가, 성긴 털, 그리고 비슷한 박테리아들이 병사 지대에서 발견되었기 때문에 인간의 분해를 공부하고 적합하다.[26]

테크놀로지 및 기술

받으며 정확하게 정확도가 이틀 이내에 죽은 이후 시간을 예측하기 위해 개발되었다[27]

그necrobiome을 분석하기 위한 기법 지금 인지질 지방산(PLFA)analysis,[28]전토 지방산 메틸 esters,[28]과 DNA감식 등 법 의학 곤충학과 결합해 왔다.[28]돼지 주검도 도구가 되기 인간 미생물학 이해하기, 변화의 공부할 때 대상물로서 인간의 시체를 사용하여 존재하는 그 문제 최소화하다.[28]이 기술은 과학자들이 읽을 수 있는 시퀀스로 샘플은 컬렉션을 단순화하는 데 사용됩니다.그 necrobiome의 단순화된 순서를 데이터 뱅크를 통해 그 별의 이름과 일치하도록 운영된다.보편적인 알고리즘 기술이 부족하기 때문에 다양한 플랫폼에 세계의 다른 지역 간 지식 격차가 있다.그 격차를 좁히기에는 기술의 확장이 필요하다.그러나 요구 식별, 연구, 프로토타입 개발, 수용 및 채택 [29]등 몇 가지 장애물이 있습니다.이러한 장애물을 극복하는 것은 법의학 관련 많은 조직에 도움이 될 것입니다.또한, 그것은 네크로바이옴에 대한 이해와 성공적인 정확한 다단계 실험을 개발하기 위한 성장을 증가시킬 것이다.샘플은 기계에 로드되어 마이크로바이옴의 DNA 배열을 생성하고 분석합니다.알고리즘은 데이터 뱅크 내의 시퀀스를 읽고 일치시키기 위해 컴퓨터 프로그램의 랩에서 수행됩니다.결과는 최근 며칠 사이에 매우 빠르게 반환됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Benbow ME, Lewis AJ, Tomberlin JK, Pechal JL (March 2013). "Seasonal necrophagous insect community assembly during vertebrate carrion decomposition". Journal of Medical Entomology. 50 (2): 440–50. doi:10.1603/me12194. PMID 23540134. S2CID 2244448.
  2. ^ Yong E (2015-12-10). "Meet the Necrobiome: The Microbes That Will Eat Your Corpse". The Atlantic. Retrieved 2020-04-28.
  3. ^ a b Janaway RC (1996). "The decay of buried human remains and their associated materials.". In Hunter J, Roberts C, Martin A (eds.). Studies in Crime: An Introduction to Forensic Archaeology. London: Batsford. pp. 58–85.
  4. ^ Vass AA, Barshick SA, Sega G, Caton J, Skeen JT, Love JC, Synstelien JA (May 2002). "Decomposition chemistry of human remains: a new methodology for determining the postmortem interval". Journal of Forensic Sciences. 47 (3): 542–53. doi:10.1520/JFS15294J. PMID 12051334.
  5. ^ a b c d Ventura Spagnolo E, Stassi C, Mondello C, Zerbo S, Milone L, Argo A (February 2019). "Forensic microbiology applications: A systematic review". Legal Medicine. 36: 73–80. doi:10.1016/j.legalmed.2018.11.002. PMID 30419494.
  6. ^ a b Zhou W, Bian Y (2018-04-03). "Thanatomicrobiome composition profiling as a tool for forensic investigation". Forensic Sciences Research. 3 (2): 105–110. doi:10.1080/20961790.2018.1466430. PMC 6197100. PMID 30483658.
  7. ^ a b c Javan GT, Finley SJ, Can I, Wilkinson JE, Hanson JD, Tarone AM (July 2016). "Human Thanatomicrobiome Succession and Time Since Death". Scientific Reports. 6 (1): 29598. Bibcode:2016NatSR...629598J. doi:10.1038/srep29598. PMC 4944132. PMID 27412051.
  8. ^ a b c d Ghosh SK (September 2015). "Human cadaveric dissection: a historical account from ancient Greece to the modern era". Anatomy & Cell Biology. 48 (3): 153–69. doi:10.5115/acb.2015.48.3.153. PMC 4582158. PMID 26417475.
  9. ^ Young E (2016). I contain multitudes: the microbes within us and a grander view of life. New York: HarperCollins Publishers. ISBN 978-0-06-236860-7.
  10. ^ Riedel S (April 2014). "The value of postmortem microbiology cultures". Journal of Clinical Microbiology. 52 (4): 1028–33. doi:10.1128/JCM.03102-13. PMC 3993482. PMID 24403308.
  11. ^ Lehman DC (April 2014). "Forensic Microbiology". Clinical Microbiology Newsletter. 36 (7): 49–54. doi:10.1016/j.clinmicnews.2014.03.001.
  12. ^ Jessica L Metcalf; Laura Wegener Parfrey; Antonio Gonzalez; et al. (15 October 2013). "A microbial clock provides an accurate estimate of the postmortem interval in a mouse model system". eLife. 2: e01104. doi:10.7554/ELIFE.01104. ISSN 2050-084X. PMC 3796315. PMID 24137541. Wikidata Q35020251.
  13. ^ Hauther KA, Cobaugh KL, Jantz LM, Sparer TE, DeBruyn JM (September 2015). "Estimating Time Since Death from Postmortem Human Gut Microbial Communities". Journal of Forensic Sciences. 60 (5): 1234–40. doi:10.1111/1556-4029.12828. PMID 26096156. S2CID 28321113.
  14. ^ Erzinçlioglu Z (1 January 2003). "Forensic entomology". Clinical Medicine. 3 (1): 74–6. doi:10.7861/clinmedicine.3-1-74. PMC 4953364. PMID 12617420.
  15. ^ Franzosa EA, Huang K, Meadow JF, Gevers D, Lemon KP, Bohannan BJ, Huttenhower C (June 2015). "Identifying personal microbiomes using metagenomic codes". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (22): E2930-8. Bibcode:2015PNAS..112E2930F. doi:10.1073/pnas.1423854112. PMC 4460507. PMID 25964341.
  16. ^ Lutui R (November 2016). "A multidisciplinary digital forensic investigation process model". Business Horizons. 59 (6): 593–604. doi:10.1016/j.bushor.2016.08.001.
  17. ^ a b Wallman JF (December 2017). "Body farms". Forensic Science, Medicine, and Pathology. 13 (4): 487–489. doi:10.1007/s12024-017-9932-z. PMID 29075978. S2CID 28905230.
  18. ^ a b Tuccia F, Zurgani E, Bortolini S, Vanin S (September 2019). "Experimental evaluation on the applicability of necrobiome analysis in forensic veterinary science". MicrobiologyOpen. 8 (9): e00828. doi:10.1002/mbo3.828. PMC 6741123. PMID 30861327.
  19. ^ a b Finley SJ, Benbow ME, Javan GT (May 2015). "Microbial communities associated with human decomposition and their potential use as postmortem clocks". International Journal of Legal Medicine. 129 (3): 623–32. doi:10.1007/s00414-014-1059-0. PMID 25129823. S2CID 7939775.
  20. ^ a b c Hyde ER, Metcalf JL, Bucheli SR, Lynne AM, Knight R (2017). "Microbial communities associated with decomposing corpses". Forensic Microbiology. John Wiley & Sons, Ltd: 245–273. doi:10.1002/9781119062585.ch10. ISBN 978-1-119-06258-5.
  21. ^ Vass A (2001). "Beyond the grave—understanding human decomposition". Microbiology Today. 28 (28): 190–192.
  22. ^ a b Hyde ER, Haarmann DP, Lynne AM, Bucheli SR, Petrosino JF (2013-10-30). "The living dead: bacterial community structure of a cadaver at the onset and end of the bloat stage of decomposition". PLOS ONE. 8 (10): e77733. Bibcode:2013PLoSO...877733H. doi:10.1371/journal.pone.0077733. PMC 3813760. PMID 24204941.
  23. ^ Burcham ZM, Hood JA, Pechal JL, Krausz KL, Bose JL, Schmidt CJ, et al. (July 2016). "Fluorescently labeled bacteria provide insight on post-mortem microbial transmigration". Forensic Science International. 264: 63–9. doi:10.1016/j.forsciint.2016.03.019. PMID 27032615.
  24. ^ Carter DO, Metcalf JL, Bibat A, Knight R (June 2015). "Seasonal variation of postmortem microbial communities". Forensic Science, Medicine, and Pathology. 11 (2): 202–7. doi:10.1007/s12024-015-9667-7. PMID 25737335. S2CID 23968523.
  25. ^ Pechal JL, Crippen TL, Tarone AM, Lewis AJ, Tomberlin JK, Benbow ME (2013-11-12). "Microbial community functional change during vertebrate carrion decomposition". PLOS ONE. 8 (11): e79035. Bibcode:2013PLoSO...879035P. doi:10.1371/journal.pone.0079035. PMC 3827085. PMID 24265741.
  26. ^ Schoenly KG, Haskell NH, Mills DK, Bieme-Ndi C, Larsen K, Lee Y (2006-09-01). "Recreating Death's Acre in the School Yard: Using Pig Carcasses as Model Corpses, to Teach Concepts of Forensic Entomology & Ecological Succession". The American Biology Teacher. 68 (7): 402–410. doi:10.2307/4452028. JSTOR 4452028.
  27. ^ Johnson HR, Trinidad DD, Guzman S, Khan Z, Parziale JV, DeBruyn JM, Lents NH (2016). "A Machine Learning Approach for Using the Postmortem Skin Microbiome to Estimate the Postmortem Interval". PLOS ONE. 11 (12): e0167370. Bibcode:2016PLoSO..1167370J. doi:10.1371/journal.pone.0167370. PMC 5179130. PMID 28005908.
  28. ^ a b c d Parkinson RA, Dias KR, Horswell J, Greenwood P, Banning N, Tibbett M, Vass AA (2009). "Microbial community analysis of human decomposition on soil.". Criminal and environmental soil forensics. Dordrecht: Springer. pp. 379–394. doi:10.1007/978-1-4020-9204-6_24. ISBN 978-1-4020-9203-9.
  29. ^ Metcalf JL (January 2019). "Estimating the postmortem interval using microbes: Knowledge gaps and a path to technology adoption". Forensic Science International. Genetics. 38: 211–218. doi:10.1016/j.fsigen.2018.11.004. PMID 30448529.