In the era of advanced DNA profiling, police can usually identify a suspect with a single strand of hair or a tiny drop of blood. Their techniques, however, fall apart if the suspect has a twin. Identical twins share 100 per cent of their genes, meaning that until now it has been impossible to tell which sibling a sample comes from. But the problem has been solved by a team of British researchers. Identical twins share 100 per cent of their genes, meaning that until now it has been impossible to tell which sibling a sample comes from. But researchers at the University of Huddersfield have created a technique which they claim can distinguish between the genetic fingerprints of identical twins (illustrated) Researchers at the University of Huddersfield have created a technique which they claim can distinguish between the genetic fingerprints of identical twins. The breakthrough may eradicate a stumbling block which has often meant it was impossible to tell which of the pair was guilty of a crime. Identical twins start life with the same genes because they come from the same fertilised egg which divides into two embryos. But as they age different life experiences, such as smoking or diet, create variations in the number of hydrogen bonds in the DNA. Using a technique called high resolution melt curve analysis - or HRMA - researchers can now identify the difference between each twin. HRMA subjects the DNA to increasingly high temperatures until the hydrogen bonds break, known as the melting temperature. The more hydrogen bonds that are present in the DNA, the higher the temperature required to melt them. In 2013, 22-year-old twins Mohammed and Aftab Asghar were both charged with raping a 17-year-old woman in Berkshire because the police were unsure which one DNA evidence came from. Mohammed was eventually convicted by a jury at Reading Crown Court, and charges dropped against Aftab because mobile phone evidence placed him elsewhere. But in some cases it has even led to prosecutions being dropped, rather than run the risk of convicting the wrong twin. Murder charges were dropped in 2011 against Orlando Nembhard, 19, accused of shooting a teenager outside a nightclub in Arizona, the US, because prosecutors could not prove that he was the murderer rather than his twin, Brandon. Dr Graham Williams, who leads the Forensic Genetics Research Group at Huddersfield, alongside Leander Stewart and their colleagues have now come up with a method which could solve such riddles. Identical twins start life with the same genes because they come from the same fertilised egg which divides into two embryos. But as they age their different life experiences create a variation in the number of hydrogen bonds within DNA (illustrated). This could be caused by smoking, exposure to chemicals, or different diets . Dr Graham Williams (pictured), who leads the Forensic Genetics Research Group at Huddersfield, found that by heating DNA until its bonds break these subtle differences become apparent. The technique is based on the concept of DNA methylation - the molecular mechanism that turns various genes on and off . Method is called high resolution melt curve analysis (HRMA). The more hydrogen bonds present in DNA, the higher the temperature needed to melt them . They have created a method of heating DNA until its bonds break - identifying minute differences between two twins. Identical twins start life with the same genes, because they come from the same fertilised egg which divides into two embryos. But as they grow older their different life experiences create a variation in the number of hydrogen bonds within the DNA. This could be caused by smoking, sunshine, exposure to chemicals, or different diets. Dr Williams, whose research is published in the journal Analytical Biochemistry, says that using a technique called high resolution melt curve analysis - or HRMA - can identify the difference between each twin. He said: ‘What HRMA does is to subject the DNA to increasingly high temperatures until the hydrogen bonds break, known as the melting temperature. ‘The more hydrogen bonds that are present in the DNA, the higher the temperature required to melt them.’ The technique is based on the concept of DNA methylation - the molecular mechanism that turns various genes on and off. Environmental factors alter the methylation status of DNA, changing the way it works. In 2013, twins Aftab and Mohammed Asghar (pictured left and right) were both charged with raping a woman in Berkshire because the police were unsure which one DNA evidence came from. Mohammed was eventually convicted and charges dropped against Aftab because mobile phone evidence placed him elsewhere . In 2013, 22-year-old twins Mohammed and Aftab Asghar were both charged with raping a 17-year-old woman in Berkshire because the police were unsure which one DNA evidence came from. Mohammed was eventually convicted by a jury at Reading Crown Court, and charges dropped against Aftab because mobile phone evidence placed him elsewhere. But in some cases it has even led to prosecutions being dropped, rather than run the risk of convicting the wrong twin. Murder charges were dropped in 2011 against Orlando Nembhard, 19, accused of shooting a teenager outside a nightclub in Arizona because prosecutors could not prove he was the murderer rather than his twin, Brandon. For example, if one twin has a job outdoors and the other a desk job, the methylation profile will be slightly different. Crucially, methylation changes the number of hydrogen bonds. Dr Williams said: ‘Consequently, if one DNA sequence is more methylated than the other, then the melting temperatures of the two samples will differ - a difference that can be measured, and which will establish the difference between two identical twins.’ The technique has some limitations, Dr Williams acknowledges. For example young twins, or twins raised in highly similar environments, may not have yet developed sufficient methylation differences. The technique also requires a relatively large sample of DNA, which might not always be present at the crime scene. ‘Nevertheless, we have demonstrated substantial progress towards a relatively cheap and quick test for differentiating between identical twins in forensic case work,” Dr Williams said.
Identical twins start life with the same genes from the same fertilised egg .
As they age, the number of hydrogen bonds in the DNA changes due to  different life experiences such as smoking and different diets .
By heating DNA until bonds break, researchers can spot these differences .
This will help identify which twin is guilty in a criminal case, for example .
בעידן של פרופיל DNA מתקדם, המשטרה יכולה בדרך כלל לזהות חשוד עם קווצת שיער אחת או טיפת דם זעירה. הטכניקות שלהם, לעומת זאת, מתפרקות אם לחשוד יש תאום. תאומים זהים חולקים 100 אחוז מהגנים שלהם, כלומר עד עכשיו אי אפשר היה לדעת מאיזה אח מגיעה דגימה. אבל הבעיה נפתרה על ידי צוות של חוקרים בריטיים. תאומים זהים חולקים 100 אחוז מהגנים שלהם, כלומר עד עכשיו אי אפשר היה לדעת מאיזה אח מגיעה דגימה. אבל חוקרים מאוניברסיטת האדרספילד יצרו טכניקה שלטענתם יכולה להבחין בין טביעות אצבע גנטיות של תאומים זהים (בציור) חוקרים מאוניברסיטת האדרספילד יצרו טכניקה שלטענתם יכולה להבחין בין טביעות אצבע גנטיות של תאומים זהים. פריצת הדרך עשויה להעלים אבן נגף שגרמה לא פעם שלא ניתן היה לדעת מי מהזוג אשם בפשע. תאומים זהים מתחילים את החיים עם אותם גנים מכיוון שהם מגיעים מאותה ביצית מופרית שמתחלקת לשני עוברים. אבל ככל שהם מתבגרים חוויות חיים שונות, כמו עישון או דיאטה, יוצרות שינויים במספר קשרי המימן ב-DNA. באמצעות טכניקה הנקראת ניתוח עקומת נמס ברזולוציה גבוהה - או HRMA - חוקרים יכולים כעת לזהות את ההבדל בין כל תאום. HRMA מעביר את ה-DNA לטמפרטורות גבוהות יותר ויותר עד שקשרי המימן נשברים, המכונה טמפרטורת ההיתוך. ככל שיש יותר קשרי מימן ב-DNA, כך הטמפרטורה הנדרשת להמסתם גבוהה יותר. בשנת 2013, תאומים בני 22, מוחמד ואפטאב אסגר, הואשמו שניהם באונס של אישה בת 17 בברקשייר מכיוון שהמשטרה לא הייתה בטוחה מאיזו עדות DNA הגיעה. מוחמד הורשע בסופו של דבר על ידי חבר מושבעים בבית המשפט של רידינג קראון, והאישומים בוטלו נגד אפטאב מכיוון שראיות בטלפון נייד הציבו אותו במקום אחר. אבל במקרים מסוימים זה אפילו הוביל לביטול התביעות, במקום להסתכן בהרשעת התאום הלא נכון. אישומי רצח בוטלו בשנת 2011 נגד אורלנדו נמברד, בן 19, שהואשם בירי בנער מחוץ למועדון לילה באריזונה, ארה"ב, מכיוון שהתובעים לא הצליחו להוכיח שהוא הרוצח ולא תאום שלו, ברנדון. ד"ר גרהם וויליאמס, שמוביל את קבוצת המחקר של גנטיקה משפטית בהאדרספילד, לצד לינדר סטיוארט ועמיתיהם, העלו כעת שיטה שיכולה לפתור חידות כאלה. תאומים זהים מתחילים את החיים עם אותם גנים מכיוון שהם מגיעים מאותה ביצית מופרית שמתחלקת לשני עוברים. אבל ככל שהם מזדקנים, חוויות החיים השונות שלהם יוצרות שונות במספר קשרי המימן בתוך ה-DNA (מצויר). זה יכול להיגרם מעישון, חשיפה לכימיקלים או דיאטות שונות. ד"ר גרהם וויליאמס (בתמונה), שמוביל את קבוצת המחקר של גנטיקה משפטית בהאדרספילד, גילה שעל ידי חימום ה-DNA עד להפסקת הקשרים שלו, ההבדלים העדינים האלה מתגלים. הטכניקה מבוססת על הרעיון של מתילציה של DNA - המנגנון המולקולרי שמדליק ומכבה גנים שונים. השיטה נקראת High Resolution Melt Curve Analysis (HRMA). ככל שיש יותר קשרי מימן ב-DNA, כך הטמפרטורה הדרושה להמסתם גבוהה יותר. הם יצרו שיטה לחימום DNA עד שהקשרים שלו נשברים - זיהוי הבדלים זעירים בין שני תאומים. תאומים זהים מתחילים את החיים עם אותם גנים, מכיוון שהם מגיעים מאותה ביצית מופרית שמתחלקת לשני עוברים. אבל ככל שהם מתבגרים, חוויות החיים השונות שלהם יוצרות שונות במספר קשרי המימן בתוך ה-DNA. זה יכול להיגרם מעישון, שמש, חשיפה לכימיקלים או דיאטות שונות. ד"ר וויליאמס, שהמחקר שלו פורסם בכתב העת Analytical Biochemistry, אומר ששימוש בטכניקה הנקראת ניתוח עקומת נמס ברזולוציה גבוהה - או HRMA - יכול לזהות את ההבדל בין כל תאום. הוא אמר: "מה ש-HRMA עושה זה להכפיף את ה-DNA לטמפרטורות גבוהות יותר ויותר עד שקשרי המימן נשברים, המכונה טמפרטורת ההיתוך. ‘ככל שיש יותר קשרי מימן ב-DNA, כך הטמפרטורה הנדרשת כדי להמיס אותם תהיה גבוהה יותר.’ הטכניקה מבוססת על הרעיון של מתילציה של DNA – המנגנון המולקולרי שמדליק ומכבה גנים שונים. גורמים סביבתיים משנים את מצב המתילציה של ה-DNA, ומשנים את אופן פעולתו. בשנת 2013, התאומים אפטאב ומוחמד אסגר (בתמונה משמאל ומימין) הואשמו שניהם באונס של אישה בברקשייר מכיוון שהמשטרה לא הייתה בטוחה מאיזו עדות DNA הגיעה. בסופו של דבר, מוחמד הורשע והאישומים בוטלו נגד אפטאב מכיוון שראיות טלפונים ניידים הציבו אותו במקום אחר. בשנת 2013, תאומים בני 22, מוחמד ואפטאב אסגר, הואשמו שניהם באונס של אישה בת 17 בברקשייר מכיוון שהמשטרה לא הייתה בטוחה מאיזו עדות DNA הגיעה. מוחמד הורשע בסופו של דבר על ידי חבר מושבעים בבית המשפט של רידינג קראון, והאישומים בוטלו נגד אפטאב מכיוון שראיות בטלפון נייד הציבו אותו במקום אחר. אבל במקרים מסוימים זה אפילו הוביל לביטול התביעות, במקום להסתכן בהרשעת התאום הלא נכון. אישומי רצח בוטלו ב-2011 נגד אורלנדו נמברד, בן 19, שהואשם בירי בנער מחוץ למועדון לילה באריזונה, משום שהתובעים לא הצליחו להוכיח שהוא הרוצח ולא תאום שלו, ברנדון. לדוגמה, אם לאחד התאומים יש עבודה בחוץ ולשני עבודה בשולחן העבודה, פרופיל המתילציה יהיה שונה במקצת. באופן מכריע, מתילציה משנה את מספר קשרי המימן. ד"ר וויליאמס אמר: "כתוצאה מכך, אם רצף DNA אחד מתילט יותר מהשני, אז טמפרטורות ההיתוך של שתי הדגימות יהיו שונות - הבדל שניתן למדוד, ואשר יבסס את ההבדל בין שני תאומים זהים." הטכניקה יש כמה מגבלות, מודה ד"ר וויליאמס. לדוגמה, ייתכן שתאומים צעירים, או תאומים שגדלו בסביבות דומות ביותר, עדיין לא פיתחו הבדלי מתילציה מספיקים. הטכניקה גם דורשת דגימה גדולה יחסית של DNA, שאולי לא תמיד קיימת בזירת הפשע. "עם זאת, הוכחנו התקדמות משמעותית לקראת בדיקה זולה ומהירה יחסית להבדלה בין תאומים זהים בעבודות משפטיות", אמר ד"ר וויליאמס.
תאומים זהים מתחילים את החיים עם אותם גנים מאותה ביצית מופרית.
ככל שהם מתבגרים, מספר קשרי המימן ב-DNA משתנה עקב חוויות חיים שונות כמו עישון ודיאטות שונות.
על ידי חימום DNA עד שהקשרים נשברים, חוקרים יכולים לזהות את ההבדלים הללו.
זה יעזור לזהות איזה תאום אשם בתיק פלילי, למשל.