I ett försök att göra hårjämförelse till en mer användbar teknik för att utreda brott, forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) har utvecklat ett nytt sätt att lösa upp hårproteiner utan att förstöra dem. Väl i lösning, proteinmolekylerna från två hårstrån kan analyseras och jämföras, ger mål, kvantitativa resultat.

Hår kan vara ett utmärkt rättsmedicinskt material eftersom det håller länge. Även arkeologiska platser kan ge intakt hår. Jämför det med DNA, som bryts ner relativt snabbt, speciellt när de utsätts för väder och vind.

Men det faktum att håret är så slitstarkt gör det svårt att jobba med. Håret består av proteinfibrer, kallas keratiner, som är sammanflätade som ledningar i en kabel. Dessa proteinkablar flätas sedan till ännu större kablar som är svåra att lösa upp utan att förlora keratinet.

Men, sa Zheng Zhang, en NIST-forskningskemist och medförfattare till studien, "Vår metod ger tillräckligt med keratin för analys även när man börjar med en mycket liten mängd hår."

Tills nu, protokoll för att lösa upp hårkeratiner krävde ungefär 10 milligram (mg) hår, eller cirka 100 5-centimeter (cm) trådar—en mängd som sannolikt inte kan hittas på en brottsplats. Den nya metoden, nyligen beskrivits i Journal of Forensic Sciences , kräver bara en enda 5 cm lång hårstrå.

Metoder för att jämföra hårproteiner kommer fortfarande att behöva valideras innan de kan användas i domstol, där liv och frihet kan hänga i balans. Men denna nya metod för att lösa upp hårprotein tar bort ett stort hinder.

Rättsmedicinska forskare har analyserat hår i årtionden genom att visuellt jämföra prover under ett mikroskop. Förr, vissa experter har vittnat om att hår från en brottsplats kom från en specifik individ. Sådana påståenden, som kan ha lett till att oskyldiga människor felaktigt dömts, anses inte längre vara vetenskapligt giltiga. I dag, mikroskopisk hårjämförelse används på ett mer begränsat sätt, inte för att identifiera misstänkta utan för att utesluta dem.

På senare år har rättsmedicinska forskare har också analyserat en typ av genetiskt material i hår som kallas mitokondriellt DNA. Denna typ av DNA kan hjälpa till i en utredning, men till skillnad från vanligt DNA, den kan inte användas för att identifiera en individ.

Dock, proteomik - studiet av alla proteiner i en organism eller del av en organism, I detta fall, hår – kan användas för att identifiera en individ. Proteiner är uppbyggda av byggstenar som kallas aminosyror, som är uppträdda i en viss sekvens, som pärlor på ett snöre. I håret, dessa sekvenser varierar något från person till person, och eftersom de är kodade i våra gener, de är permanenta inslag i vår identitet.

2016, forskare vid Lawrence Livermore National Laboratory visade att dessa variationer kan användas för att jämföra hårproteiner med matematisk precision. Dock, att extrahera keratin från håret krävde flera blötläggningar, slipningar och kemiska behandlingar. Eftersom en del keratin försvinner med varje steg, det behövdes en relativt stor mängd hår för att återställa tillräckligt med det för analys.

Genom en rad prövningar, NIST-forskarna utvecklade en enstegsmetod som går ut på att värma håret i en lösning med tvättmedel. Eftersom den nya processen bara omfattar ett enda steg, mer protein återvinns från en viss mängd hår. När keratinerna har extraherats, de kan analyseras med standardmetoder för proteomisk analys, vilket innebär att köra dem genom ett instrument som kallas en masspektrometer.

Förutom att utveckla det nya upplösningsprotokollet, forskarna identifierade 12 nya genetiskt bestämda variationer i människohår. Dessa måste fortfarande verifieras med genetiska studier, men, sa NIST forskningskemist och medförfattare Meghan Burke, "Fler jämförelsepunkter kommer att innebära mer exakta resultat."

Går framåt, forskarna hoppas kunna identifiera ytterligare variationer i hårproteiner. De arbetar också med genetiker på NIST för att kartlägga keratinvariationer till de genetiska sekvenser som ger upphov till dem. Det kommer att möjliggöra jämförelser inte bara av ett hårstrå med ett annat, men av ett hårstrå till ett DNA-prov. Med andra ord, om ett hårstrå hittas på en brottsplats och en blodfläck hittas på en annan, utredarna kanske kan bedöma om de kom från samma individ.

"Att analysera hårproteiner kommer att tillåta rättsmedicinska forskare att svara på några mycket viktiga frågor som de inte kunde svara på tidigare, sa Burke.