Alat baru untuk mengatasi kejahatan

Di siang bolong di siang musim semi di Naperville, Illinois, dua pencuri menyelinap ke rumah di pinggiran kota. Mereka mengeluarkan makanan dari lemari es. Mereka duduk di sofa. Mereka mengambil foto berbingkai. "Kami tidak mencuri apapun," kata Candace Young. Dia adalah salah satu "pencuri." Mereka ditugaskan untuk mensimulasikan sebuah kejahatan, semuanya atas nama ilmu pengetahuan, tentu saja.

Young adalah junior di Chicago State University yang mempelajari biokimia. Majikannya adalah sesama mahasiswa Doris Martin, seorang ilmuwan komputer. Mereka pura-pura merampok rumah itu sebagai bagian dari penelitian. Sebelum memasuki rumah, para ilmuwan menggunakan kapas untuk mencicipimikroba di hidung dan tangan mereka.

Sementara Young dan Martin berada di dalam, para wanita menandai setiap tempat yang mereka sentuh dengan catatan tempel. Setelah perampokan pura-pura, peneliti mencicipi mikroba Young dan Martin. Tim siswa lain mengenakan masker dan sarung tangan, lalu menukik ke rumah. Mereka mengaduk-aduk setiap tempat yang telah disentuh pencuri, mencari bakteri dan mikroba lainnya yang mungkin ditinggalkan wanita.

Jack Gilbert adalah seorang ahli mikrobiologi di University of Chicago di Illinois. Dia membantu mengatur break-in palsu. Timnya juga mencocokkan sampel dari rumah dengan sampel dari kulit Young. Dan mereka menangkapnya, kata Young sambil tertawa. Suatu hari, penelitian yang dia ambil bisa membantu penyidik ​menangkap penjahat sejati.

Ilmuwan forensik menggunakan sains untuk menyelesaikan kejahatan. Dan peneliti di laboratorium di seluruh dunia sedang mengembangkan teknik baru untuk melakukan ini. Tim Gilbert, misalnya, sedang menyelidiki bagaimana tanda mikroba bisa mengidentifikasi tersangka. Kelompok penelitian lain sedang mengerjakan sebuah cara untuk mengidentifikasi orang dari protein yang ditemukan di helai rambut kecil. Dan ilmuwan lain sedang mempelajari mikroba yang berkumpul di tubuh seseorang setelah kematian. Campuran mikroba yang hidup di jenazah bisa mengarah tepat saat tuan rumah mereka meninggal.

Penelitian forensik bisa jadi membosankan dan kadang mengerikan. Tapi polisi dan penyidik "membutuhkan lebih banyak jenis bukti," kata Gilbert. Untuk mengumpulkan kebenaran tentang sebuah kejahatan, mereka membutuhkan semua alat ilmiah yang bisa mereka dapatkan.

Dari serangga dan pencuri

Salah satu pekerjaan pertama Gilbert adalah mempelajari bakteri di Antartika. Beberapa kuman ini memodifikasi struktur es tempat mereka tinggal. Dia mencoba mempelajari bagaimana mereka melakukan ini dengan harapan bisa membuat es krim lebih halus. "Pekerjaan saya membawa saya ke berbagai tempat," katanya, dikutip dari sciencenews.org.

Tapi sekarang dia mempelajari bakteri dan mikroba lainnya yang membentuk komunitas yang disebut microbiomes (MY-kroh-BY-oams). Mikrobioma bisa terbentuk dimana saja. Gilbert sangat tertarik dengan yang terbentuk pada orang. Hidung seseorang, tangan, usus, dan banyak tempat lainnya bisa membuat komunitas mikroba mereka berbeda.

"Bakteri yang hidup di tubuh kita tampaknya cukup unik bagi kita," kata Gilbert. Dan orang menumpahkan bakteri ini kemanapun mereka pergi. "Pikirkan Pig-Pen," katanya. Itulah karakter kartun Kacang Tanah yang selalu dikelilingi kotoran.

"Seperti awan ini di sekitar Anda." Jika Anda menyentuh permukaan, Anda meninggalkan jutaan bakteri dan mikroba lainnya. Jika komunitas mikroba masing-masing orang unik, noda bakteri ini bisa bertindak seperti sidik jari.

Dalam perampokan palsu, Gilbert dan rekan-rekannya mencoba menangkap "sidik jari" semacam itu. Mengumpulkan sampel mikroba dari TKP, atau dari tersangka, sangat sederhana. Penyelidik mahasiswa hanya memasang kapas di atas permukaan. Kemudian mereka menyegel masing-masing swab di dalam wadah steril. Setiap sampel cenderung menahan ratusan ribu (atau bahkan jutaan) organisme bersel satu. Dan masing-masing mikroba memiliki DNA sendiri.

Kembali ke laboratorium, tim Gilbert mengekstrak DNA dari mikroba dalam sampel. Mereka menggunakan mesin untuk melihat kode DNA. Hasilnya memberi tahu mereka campuran spesies apa yang ada. Campuran ini akan bervariasi dari orang ke orang.

Gilbert menjelaskan, mengekstrak DNA dari sampel lebih murah dan lebih mudah daripada mencoba mengenali mikroba secara visual di bawah mikroskop. "Mikroba sangat, sangat, sangat kecil," katanya.

Spesies bakteri yang berbeda seperti antelop dari gurita bisa terlihat identik di bawah mikroskop. Tapi DNA mereka, dia mencatat, menceritakan tentang siapa mereka dan apa yang mereka lakukan.

Kelompoknya telah menggelar puluhan pencurian (sejauh ini, di Illinois, New York dan Florida). Mereka mencoba membuktikan bahwa mereka bisa menemukan sidik jari mikroba pencuri dengan kondisi yang berbeda. Ini termasuk berbagai jenis rumah dan musim yang berbeda. Para ilmuwan juga meminta orang-orang dari berbagai latar belakang untuk berpose sebagai pencuri.

Penelitian mereka belum lengkap. Perlu satu tahun lagi atau lebih untuk memahami ini, kata Gilbert. Dan bahkan begitu tim menerbitkan hasil dari studinya, sains akan memiliki jalan yang panjang. "Akan banyak, bertahun-tahun sebelum (sidik jari mikroba) digunakan dalam aktivitas forensik yang sebenarnya," kata Gilbert.

Jonathan Eisen, yang tidak terlibat dalam penelitian perampokan, setuju. Dia adalah seorang ahli mikrobiologi di University of California di Davis. "Saya pikir teknik ini berpotensi menjadi sangat kuat," katanya.

Tapi dia ingin melihat karya yang diterbitkan. Dan dia memperingatkan bahwa terlalu dini untuk menggunakan sidik jari mikroba untuk menyelesaikan kejahatan nyata.

Satu masalah adalah bahwa ilmu analisis DNA mikroba masih tidak tepat. Bayangkan memberikan sampel mikroba yang sama kepada empat kelompok peneliti, Eisen mengatakan. Anda akan berpikir bahwa setiap kelompok akan menemukan populasi kuman yang serupa. Tapi bukan itu yang terjadi. Hasilnya bisa sangat bervariasi, tergantung siapa analisisnya. Dia berkata, "Anda harus sangat skeptis menggunakan (teknik semacam itu) dalam penyelidikan di mana kehidupan dan keamanan seseorang dan kebebasan masa depan dipertaruhkan."

Memisahkan rambut

Bukti DNA dari manusia masih merupakan cara terbaik untuk menghubungkan tersangka dengan kejahatan. Proses untuk menganalisis bukti ini konsisten dan dapat diandalkan. Ditambah lagi, para ahli dapat memeriksa bukti terhadap database besar DNA manusia. Jika DNA mereka muncul di TKP, tersangka ada di sana. Tapi penyidik tidak menemukan bukti DNA di setiap TKP. DNA tidak bertahan selama itu. Aliran genetik rapuh bisa mudah rusak.

Rambut, bagaimanapun, adalah barang yang lebih kuat. Proteinnya sering berumur ratusan tahun.

Dan ini menawarkan cara baru untuk mengidentifikasi orang. "Ini bukti DNA tidak langsung," catat Deon Anex. Dia adalah seorang ahli kimia di Lawrence Livermore National Laboratory di California. Anex mencari cara untuk mencocokkan protein rambut dengan orang lain.

DNA berisi petunjuk untuk membangun protein. Sel mengikuti petunjuk tersebut untuk membuat blok bangunan yang disebut asam amino. Asam amino tersebut bergabung membentuk protein. Perbedaan kecil dalam DNA, yang disebut mutasi, dapat mengubah susunan asam amino protein.

Tim Anex melacak perubahan protein rambut ini. Setiap asam amino di luar tempat mereka menemukan berarti ada mutasi pada DNA. Jika tim dapat menemukan cukup banyak spidol ini, mereka dapat menggunakannya untuk mengidentifikasi rambut yang berasal dari orang tersebut. Atau mereka bisa mengatakan bahwa rambut pasti tidak berasal dari orang tertentu.

Untuk memulai penelitian ini, tim Anex membutuhkan 50 sampai 100 rambut dari masing-masing relawan. "Orang-orang cemas dengan berapa banyak rambut yang mereka berikan," katanya. Lalu seseorang menyarankan agar mereka menyewa seorang stylist dan menawarkan potongan rambut gratis. Itu membuat sumbangan rambut lebih mudah didapat, kata Anex.

Untuk menemukan spidol baru, tim harus benar-benar membagi rambut. Pertama, mereka menggiling helai rambut menjadi pasta. Selanjutnya, mereka menambahkan enzim - zat pekerja keras yang mirip dengan makanan yang memecah makanan di perut. Enzim ini mengalir pada protein rambut, memecahnya menjadi potongan-potongan kecil yang disebut peptida. Akhirnya, tim Anex memberi umpan peptida ini ke mesin yang memecahnya menjadi fragmen yang lebih kecil lagi. Fragmen ini mengungkapkan urutan asam amino di setiap peptida.

Anex tahu bagaimana asam amino berbaris dalam protein rambut normal. Ketika dia menemukan asam amino yang tidak pada tempatnya, itu bisa menjadi penanda baru. Timnya telah mengumpulkan sekitar 50 penanda sejauh ini. Tapi mereka butuh setidaknya 100 untuk mencocokkan rambut dengan pemiliknya dengan percaya diri.

Dan ada masalah lain: Penjahat tidak sering meninggalkan segenggam rambut mereka. Jadi, tim Anex sedang mengerjakan beberapa cara untuk menganalisis protein dalam satu helai rambut satu inci. Mereka juga membandingkan rambut kepala dengan rambut dari bagian tubuh yang lain. Dalam beberapa tahun, Anex mengatakan, teknik ini harus siap digunakan dalam kasus nyata. Gigi, tulang dan sel kulit juga mengandung protein, tambahnya. Penelitian selanjutnya bisa menargetkan jenis protein ini juga.

Hidup setelah mati

Mengidentifikasi tersangka adalah bagian utama ilmu forensik. Tapi sains juga bisa membantu mengatasi kejahatan dengan cara lain. Dalam kasus pembunuhan, salah satu fakta terpenting yang harus dijabarkan adalah saat kematian. Seorang tersangka yang bisa membuktikan bahwa dia berada di tempat lain pada saat pembunuhan tersebut jelas tidak bisa membunuh korban.

Penguji medis saat ini memiliki beberapa cara untuk memperkirakan waktu kematian. Setelah kematian, tubuh mengalami perubahan yang dapat diprediksi. Temperaturnya perlahan turun, misalnya. Dan otot-ototnya kaku dalam proses yang disebut rigor mortis. Otot kecil menegang lebih dulu. Otot yang lebih besar mengikuti Dimana tubuh berada dalam rangkaian perubahan ini dapat menyebabkan perkiraan kapan kematian terjadi.

Tapi metode ini hanya bekerja jika penyidik menemukan mayat dalam beberapa hari. Untuk membantu tubuh yang tidak ditemukan selama berminggu-minggu atau lebih, Jessica Metcalf sedang mengembangkan metode baru. Dia adalah ahli ekologi mikroba di Colorado State University di Fort Collins. Metcalf mempelajari komunitas bakteri, jamur dan cacing kecil yang menjajah mayat. "Ketika seseorang atau mamalia terurai, gelombang mikroba adalah bagian dari proses itu. Serangkaian mikroba yang berbeda menjadi berlimpah pada waktu yang berbeda," kata dia.

Metcalf menciptakan garis waktu dekomposer. Garis waktu dimulai saat kematian, kemudian melacak setiap gelombang mikroba yang hidup pada mayat selama beberapa minggu berikutnya. Akhirnya, penyidik mungkin bisa mengambil sampel mikroba dari tubuh dan memeriksanya sesuai jadwal. Ini bisa mengungkap berapa lama tubuh telah membusuk.

Untuk membuat timeline ini, tim Metcalf harus memulai dengan tubuh manusia yang sebenarnya. Beberapa orang menawarkan untuk menyumbangkan tubuh mereka setelah mereka mati untuk digunakan dalam penelitian forensik. Bekerja dengan badan donor adalah "pengalaman unik dan menyentuh," kata Metcalf.

Dalam sebuah studi baru-baru ini, timnya menempatkan empat mayat di tanah di luar, tidak dilindungi, di Southeast Texas Applied Forensic Science Facility. Fasilitas ini merupakan bagian dari Sam Houston State University di Huntsville. Mereka menetapkan dua mayat di musim dingin dan dua di musim semi. Mereka kembali secara teratur selama beberapa bulan ke depan untuk mengambil sampel.

Mengumpulkan sampel mikroba dari tubuh yang membusuk adalah pekerjaan yang sulit. Metcalf sering mengunjungi mayat, tapi biasanya siswa yang melakukannya. Mereka memakai jas pelindung lengkap, termasuk masker, sarung tangan dan baju. Sayangnya, sebenarnya tidak ada jalan di sekitar pemandangan dan bau yang mengganggu, catatan Metcalf.

Menempatkan tubuh di luar di musim yang berbeda telah membantu timnya mempelajari bagaimana suhu mempengaruhi garis waktu mikroba. Panas mempercepat waktu. Dingin memperlambatnya. Banyak faktor lain juga dapat mempengaruhi garis waktu. Ini mungkin termasuk jenis tanah, curah hujan, kelembaban, serangga dan apakah tubuh berada di dalam atau di luar.

Mengontrol semua faktor ini hampir tidak mungkin di luar rumah. Jadi tim Metcalf menjalankan percobaan dengan tikus. Mereka menempatkan 120 tikus mati di atas tiga jenis tanah. Kemudian mereka mengambil sampel mayat selama 10 minggu. Metcalf terkejut saat mengetahui bahwa tipe tanah itu tidak penting. Garis waktu mikroba sama pada masing-masing tanah. Dan selama dua minggu pertama percobaan tersebut, timnya bisa menggunakan mikroba untuk memprediksi waktu kematian tikus dalam dua atau tiga hari.

Ketika para peneliti membandingkan batas waktu untuk tikus dan manusia, gelombang mikroba dicocokkan dengan ketat. Namun, ada lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum timeline siap ke ruang sidang.

Metcalf kini tengah menjalani penelitian dengan 36 tubuh manusia. Timnya menempatkan mereka di luar rumah di tiga bagian Amerika Serikat sepanjang empat musim. Percobaan lain, dengan periset di Sam Houston State University, akan melihat bagaimana tubuh terurai di gudang. Kedua eksperimen akan menguji keakuratan garis waktu Metcalf. Jika semuanya berjalan dengan baik, Metcalf memprediksi bahwa penyelidik TKP mungkin menggunakan metodenya dalam lima tahun.

Semakin banyak alat yang disediakan penyidik forensik bagi mereka, semakin mereka dapat belajar tentang kejahatan. Setiap bit bukti seperti potongan puzzle tunggal yang sesuai dengan gambaran yang lebih besar tentang apa yang sebenarnya terjadi.

"Kami tidak akan masuk ke rumah dan hanya menggunakan bakteri untuk mencoba mengenali seseorang," kata Gilbert.

Bakteri dan mikroba lainnya hanya akan menjadi salah satu sumber informasi. Protein pada rambut, gigi, tulang atau sel kulit bisa menambah gambar. Jadi bisa teknik masa depan yang belum ditemukan. Alat ini akan membantu penyidik membedakan antara yang bersalah dan yang tidak bersalah - dan, tentu saja, pencuri palsu.(kakikukram.com)

Images:
Sciencenews.org
Powered by Blogger.