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同卵双胞胎DNA如何分辨?——走入法医物证DNA鉴定:DNA甲基化分析技术
关键词:同卵双胞胎DNA如何区分?
有关于DNA鉴定,不少网友提出:“同卵双胞胎,是从同一个精子与同一个卵子结合产生的受精卵中诞生的,接受完全一样的染色体和基因物质。他们的DNA序列在理论上是完全相同的,如果其中一人犯罪那如何区分到底是他们中的哪一个呢?”
关于这个问题,国内外还真的是有不少例子,在2001年的美国就有这么一起案件。
“这不是二选一的游戏”
2001年发生了一起入室抢劫案件,罪犯达林在打碎窗户玻璃时惊醒了主人也划破了自己,稍后被警察迅速逮捕。
经过采集打碎玻璃上的血液提取达林的DNA进行分析的时候,竟然发现与之前两起强奸案凶犯留在现场的DNA吻合。两件案件的串联让案件瞬间升温,而因为达林有一个相同DNA的兄弟达明,更是让警方陷入困境。到底这两件案件是其中一人所为还是共同作案?
“这可不是一个游戏,你不能把两个共享了相同的DNA的孪生兄弟带到法官或陪审团面前说,你选一个吧,” 美国刑事律师里卡多·费德里克说,“毕竟不是一个茶话会,而是一项极其严肃的指控。”
直到2006年,最后一次庭审中,检察官找出了2000年的另一起强奸案,作案手法几乎如出一辙,踩着叠放的垃圾桶爬上楼,潜入客厅,对正在睡觉的女主人进行了性侵犯。这两起强奸案件的受害人出庭作证,凶犯在侵犯她们的时候都曾说过甜言蜜语,并且其语言表达非常清晰。而达明说话有点口齿不清,达林则口齿伶俐。最终陪审团根据这些证据,才将达林送入大牢。
无法分辨而造成的司法悲剧
但毕竟不是每一个案件都有这么一个“口齿不清”的突破口,有不少双胞胎案件因为检测不到他们的DNA变异点,而无法将双胞胎嫌犯入罪的案例。把所有人都耍的团团转,最后逍遥法外。
美国密歇根州也有类似的一起双胞胎强奸案,法医实验室请DNA测试公司进行对比,确定留在犯罪现场的精液与双胞胎兄弟中的哪一个人的DNA吻合。科学家们检测了50万个可能的遗传变异点,但他们一无所获,最后警方没能将任何一人入罪。
2009年的柏林,头戴面具的罪犯潜入了德国最大的百货商场,偷走了价值百万的手表和珠宝,却留下了一只手套。警察根据这只手套中留下的DNA信息,逮捕了一对双胞胎。法庭由于无法确认谁才是真正的罪犯,不愿意冒险将一个无辜的人投入监狱,两兄弟都无罪释放。
这是司法悲剧,也是无奈。
如何分辨双胞胎的DNA?
同卵双胞胎的难题如何解决?难道真的对此束手无策?
成功的分辨出同卵双胞胎DNA差异性的案例也有发生。
2012年的中国陕西发生一起与双胞胎有关的奸杀案。案件开始由一起12岁少女失踪案,发展成了绑架勒索案,最后成了奸杀案,DNA证据直指邻居一对双胞胎兄弟。
2012年6月30日深夜,陕西省岐山县公安局的值班民警接到报案。有一对夫妇称自己的女儿小燕失踪了,经过三日排查寻找还是无果。
第三日,女孩儿的父亲收到匿名短信称小燕在他手上,要求10万赎金,并发送了一张小燕的照片。照片中的小燕脸色发白,眼神空洞,身上隐约有发肿的迹象。
警方确认,照片中的小燕已经死亡。
从短信上可以看出是熟人作案,照片是通过网络发送,顺着对方的IP地址找出了凶手竟是隔壁邻居王荣。
王荣被逮捕后警方也找到了小燕的尸体,系被强奸后残忍杀害,所提取到的DNA也与王荣相吻合。但是,王荣还有一个双胞胎弟弟王耀。王耀家紧挨着王荣,与死者也是邻居。
这起案件是否属于合伙作案?有没有可能其中一人作案,另一人帮忙处理尸体?
为了避免“顶缸”,必须排除王耀作案的可能性。
研究人员在对兄弟俩的DNA做仔细分析时,惊讶地发现王耀的其中一个DNA基因座出现了三带嵌合突变。这种突变一般出现在受精卵首次分裂之后、胚层形成之前。这个发现让科研人员激动不已,据统计,这种基因突变在人群中出现的几率在万分之一左右。同卵双生子中,VWA这个基因座的三带嵌合突变,这个发现在国际上尚属首次。王耀的基因座突变,案发现场提取的体液DNA并没有发生突变,因此可以确定,凶手就是王荣。
万分之一的几率,可以说是撞大运了。
靠DNA甲基化分析技术来打破僵局!
同卵双胞胎中有一个人的基因产生突变的情况出现的概率少之又少,有什么其他办法来区分他们吗?
确实有,科学家们又研究出了在同卵双胞胎中检测DNA甲基化差异的方法来鉴别。
打个比方吧,如果把双胞胎兄弟的身体看成是同户型的两栋房子,他们先天方面完全一致,但是后期的“装修”也会有所不同。甲基化修饰就是这个不同的“装修材料”。同卵双胞胎之间也存在表型差异,例如,一个酒量很好,而另一个一喝就醉。这些都是基因片断表达情况的不同造成的。其中的影响因素之一就是“甲基化修饰”。
DNA甲基化是一种重要的表观遗传学改变,会受到环境因素的影响。科学家们就是利用这一点来鉴定的,将重亚硫酸盐处理(将未甲基化的胞嘧啶转变为尿嘧啶)与高分辨率熔解曲线分析(HRMA )结合起来,成本低而且速度快。在重亚硫酸盐处理之后进行PCR扩增,可以将三个氢键的GC转变为两个氢键的AT,减少双链DNA的结合强度。
随着时间的推移环境能够影响DNA甲基化,这是整个研究的基础。并且,同一个人的不同体液有着不一样的DNA甲基化模式,需要比较同样来源的体液。
尽管还存在一定的局限,但代表着人类遗传学的又一座里程碑。