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在法医遗传学中，MPS 数据存在 PCR 和测序错误，影响 DNA 混合物分析。研究人员利用 DADA2 算法对 24 个微单倍型（microhaps）MPS 数据去噪。结果显示去噪效果良好，在二人 DNA 混合物分析中显著减少噪声单倍型。该研究为法医分析提供新方法。
在法医遗传学的舞台上，大规模平行测序（MPS）技术的出现，让微单倍型（microhaps，即短 DNA 片段内的多个单核苷酸多态性）研究迎来了新的曙光。它在人类身份识别、亲缘关系鉴定、生物地理祖先推断以及混合物解卷积等众多法医领域展现出巨大潜力。然而，MPS 数据就像被乌云笼罩的天空，PCR 和测序错误带来的噪声，严重干扰了在 DNA 混合物分析中对次要贡献者等位基因的判断，使得结果的准确性大打折扣。
为了驱散这片乌云，来自韩国首尔延世大学的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们重新设计了针对 24 个多功能微单倍型的内部 MPS 检测 panel，并构建了一套利用 DADA2 算法（Divisive Amplicon Denoising Algorithm 2，一种通过计算错误校正来推断扩增子序列变异的算法）对微单倍型 MPS 数据进行去噪的流程。
这项研究成果斐然。研究人员发现，使用 1ng 单源 DNA 样本评估去噪性能时，去噪后平均 “未抑制噪声” 水平从 1.2% 降至 0.1%，与未去噪数据的基因型一致性达到 99.5%。在二人 DNA 混合物分析中，无论混合物比例如何（1:10、1:20、1:50 和 1:100），使用 1ng 总 DNA，DADA2 去噪流程都能将噪声单倍型数量减少至原来的十分之一。即使在次要 DNA 仅为 10pg、比例为 1:100 的极端情况下，24 个微单倍型中也仅有两个或更少的标记检测到噪声。
该研究的意义非凡，它证明了计算错误校正方法在提高法医分析中检测次要等位基因的准确性以及估计贡献者数量方面的巨大潜力，为法医遗传学提供了一种可靠的新方法，推动了该领域的发展。该研究成果发表在《Forensic Science International: Genetics》上。
研究人员开展研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先，从韩国首尔国立大学亚洲样本网络生物库获取 50 名韩国受试者（25 男 25 女，年龄均超 20 岁）的血液样本，提取 DNA 并进行定量标准化。然后，使用自行开发的可成功扩增 24 个微单倍型的多重 MPS 检测 panel 进行实验，最后利用 DADA2 的 ASV（Amplicon Sequence Variant，扩增子序列变异）推断算法对数据进行去噪分析。
下面详细介绍研究结果：
- 制备单源 DNA 和二人 DNA 混合物：从韩国受试者血液样本中提取 DNA，使用特定试剂盒进行提取和定量，并将所有单源 DNA 样本标准化。这为后续实验提供了稳定可靠的样本基础。
- 微单倍型检测 panel 和法医参数：研究开发的多重 MPS 检测 panel 可成功扩增 24 个微单倍型，详细介绍了这些位点的分子范围、扩增子大小、参考 DNA 基因型以及韩国样本的相关参数（如 Ae 值等），为评估微单倍型的特性和后续分析提供了依据。
- 去噪性能评估：用 1ng 单源 DNA 样本评估 DADA2 去噪流程性能，发现去噪后平均 “未抑制噪声” 水平显著降低，基因型一致性高。这表明该流程在去除噪声的同时，能较好地保留原始数据的基因型信息。
- 二人 DNA 混合物分析：在不同比例的二人 DNA 混合物分析中，DADA2 去噪流程大幅减少噪声单倍型数量，即使在低含量次要 DNA 的情况下，噪声也得到有效控制。这充分显示了该流程在复杂 DNA 混合物分析中的强大优势。
研究结论和讨论部分进一步强调了研究成果的重要意义。研究人员重新设计的内部 MPS 检测 panel，通过缩小扩增子大小，有望在法医应用中更好地处理降解 DNA。虽然缩小扩增子大小可能会影响 Ae 值，但整体去噪流程有效减少了 MPS 噪声，提高了下游分析质量。不过，DADA2 在区分仅存在单个插入缺失差异的杂合等位基因时存在困难，这也为后续研究指明了方向。总的来说，这项研究为法医遗传学的 DNA 混合物分析带来了新的突破，让我们在利用微单倍型进行法医鉴定的道路上又迈出了坚实的一步，为解决复杂法医案件提供了有力的技术支持 。
