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DNA追蹤連環殺人兇手 淺談Y染色體檢測技術的應用

來源: http://www.infzm.com/content/119508

 2016年8月26日,涉嫌於1988年到2002年在白銀等地作案9起,逍遙法外28年的連環殺人兇手高承勇終於落網。而偵破“白銀案”的關鍵,正是Y染色體檢測技術。兇手的遠房堂叔因行賄罪被監視居住,警方發現其Y染色體與“白銀案”兇案現場發現的兇手Y染色體同源,說明此人與案犯來自同一家族,據此確定了兇手的身份。

人體細胞核內含有23對染色體,包括22對常染色體和1對性染色體,其中性染色體與性別有關,男性的性染色體組成為XY,女性為XX。Y染色體只從父親傳給兒子,同一父系內的男性通常有一致的或者非常接近的Y染色體。Y染色體檢測技術正是根據這個原理,檢測不同的男性個體是否來自同一個父系祖先。

Y染色體檢測的應用範圍很廣,除了用於刑偵,還可用於親子鑒定,研究人類起源和進化研究等等。美國第三任總統托馬斯·傑弗遜因被懷疑與女僕有染並生下私生子,此事多年沒有定論。美國現代科學家利用Y染色體檢測技術,對女僕兒子的後代和傑弗遜家族的男性進行基因檢測,證明了傑弗遜總統確實有私生子。

不少科幻作品也肯定了基因檢測技術在刑偵中的應用。在日本科幻電影《白金數據》中,未來政府秘密建立基因數據庫,搜集了全國人民的DNA數據,通過對犯罪分子留在現場的DNA進行比對,警方可以快速、準確地確定真兇或者受害者的身份。

為了探討基因檢測技術在現實中的應用,南方周末對目前正在哈佛大學醫學院遺傳學系從事博士後工作的王傳超進行了專訪。王傳超畢業於複旦大學,也曾在德國馬普人類歷史科學研究所從事博士後工作,研究領域包括利用Y染色體調查曹操世系,從Y染色體解析東亞人群歷史等,在著名的《科學》雜誌上發表過《反駁“語音多樣性支持語言從非洲擴張的系列奠基者效應”》等論文。

南方周末:不少人對Y染色體檢測技術還相當陌生,你能不能給我們簡單介紹一下這項技術?

王傳超:Y染色體僅存在於男性體內。男性體內的性染色體包括一條來自母親的X染色體和一條來自父親的Y染色體,也就是說男性的Y染色體只能來源於父親,所以人類性染色體的遺傳方式決定了Y染色體遵從嚴格的父系遺傳。

Y染色體在遺傳過程中,染色體主幹有95%以上的部分不會發生基因重組,保證了子代能完整地繼承父代的Y染色體主幹,所以Y染色體主幹是嚴格父系遺傳的。

人類染色體上有很多STR位點(DNA中的一種短串聯重複序列,不同個體的STR序列有很強的特異性),來自同一父系家族的男性,他們Y染色體的STR位點相似度也比較高。用現代分子生物學技術,對比男性Y染色體主幹的STR位點,便可判斷這些男性是否來自同一個父系後代。

南方周末:傳說美國第三任總統托馬斯·傑弗遜曾和女僕生下私生子,美國現代科學家為了判斷流言的真偽,也是用這項技術,對女僕兒子的後代和傑弗遜家族的男性進行基因檢測,證實了兩者來自同一個父系家族。請問你認為就目前來說,這項技術足夠成熟,足夠可信了嗎?這項技術還能運用在什麽方面呢?

王傳超:1802年,美國第三任總統托馬斯·傑弗遜因被懷疑與女僕莎莉·海明斯生育孩子而遭到起訴。此後,人們一直對此事爭論不休,而科學家福斯特用Y染色體回答了這個問題。福斯特比較了傑弗遜的叔叔、莎莉的大兒子和最小兒子的男性後代的Y染色體,得出結論傑弗遜是莎莉的最小兒子的生父。

Y染色體鑒定父系親緣關系這項技術已經足夠成熟,足夠可信,但鑒定的結果解讀與檢測的位點數目有關,比如說A檢測了Y染色體上的5個STR位點,結果發現和B的一樣,但這並不能說A和B就一定有父系親緣關系,因為再多檢測幾個位點或許就能發現A和B不同。所以檢測的STR位點要足夠多,結果才會可信。

這項技術還能運用在群體遺傳學的比較分析、父系尋根溯源等。

南方周末:你讀博時的研究包括利用Y染色體調查曹操世系,還有從Y染色體解析東亞人群歷史等等。這算不算Y染色體檢測技術的另一個用途?這些研究有什麽意義?

王傳超:這是Y染色體檢測的另一用途。我們應用Y染色體遺傳標記,把遺傳結構分析與地方誌和族譜的研究結合起來,文理交叉,探明中華姓氏的源流,並更精細地構建出中華民族的父系遺傳結構圖譜,為徹底理清中華民族的起源、遷徙和融合歷史,提供最全面翔實的參考資料,提升人們對自身血脈、家族、民族及國家的認同性。

南方周末:你在國內讀博的時候就在著名的《科學》雜誌上發表了文章《反駁“語音多樣性支持語言從非洲擴張的系列奠基者效應”》,現在又在國外做博後,對國外的技術也很了解。你認為中國的Y-DNA染色體檢測技術在世界處於什麽水平?

王傳超:目前中國的法醫Y-STR檢測還大多使用國外Applied Biosystems的儀器和試劑盒,國內也有機構自己研發試劑盒,但應用範圍不大。總體來說,這項技術對國外技術仍有依賴性。

南方周末:Y染色體檢測的方法只適用於男性,如果是女性的話,應該用什麽方法確定血緣關系呢?

王傳超:女性可以通過線粒體DNA。線粒體是細胞里面的一種細胞器,里面也含有少量DNA,跟細胞核里的DNA不一樣。線粒體僅存在於卵子中,精子里就不含線粒體,所以線粒體僅能從母親傳遞給兒女,可以根據線粒體中的DNA追溯你的母系祖先。

南方周末:一些殺人犯在犯案後為了不讓警方發現死者身份,會用極端方式毀屍滅跡。就生物學角度來看,你覺得這些行為能幹擾警方破案嗎?

王傳超:這並不能完全銷毀體內的DNA,仍可以通過DNA對比來一步步找尋死者親屬。

南方周末:在日本科幻電影《白金數據》里,政府秘密建立基因數據庫,搜集了全國人民的DNA數據,通過對犯罪分子留在現場的DNA進行比對,警方可以快速、準確地確定真兇或者受害者的身份。你認為將來我們政府有沒有可能建一個基因數據庫一類的東西,每個人都儲存一份基因數據在里面,方便破案?這個設想現實嗎?

王傳超:很多人認同建立法醫DNA數據庫,主要是針對犯罪分子,不擴大到全民。如果我們政府能建立一個涵蓋全民的基因數據庫,那當然會方便辦案,但如果這麽做了,同時又會引發遺傳資源如何使用等倫理學問題。

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