据报道,上个月法国发生的一起案件,在一把枪上发现了同卵双胞胎兄弟的DNA,但他们拥有相同的DNA,所以传统的DNA检测方法,无法确定DNA属于哪位兄弟。
在法国一起刑事审判中,传统的DNA检测未能区分出这对双胞胎兄弟。
图片来源:Denis Charlet/AFP via Getty
当在犯罪现场发现DNA时,法医通常会尝试使用一种名为短串联重复序列(STR)分析的技术来识别DNA的归属者。澳大利亚莫道克大学的法医科学家Brendan Chapman表示,该技术利用聚合酶链式反应(PCR)方法扩增基因组中多达30个具有大量遗传变异的特定区域。
对这些扩增区域进行测序,以确定STR的数量及其碱基对模式,然后将其与家谱数据库或嫌疑人的STR图谱进行比对,以识别潜在的匹配项。Chapman表示,通常情况下,“我们可以很容易地区分不同的人”。但对于同卵双胞胎来说,基因组的这些区域“根本没有区别”。
全基因组测序可以使区分同卵双胞胎成为可能。通过分析一个人的整个基因组,科学家可以识别由卵子分裂后发生的突变造成的差异。Chapman说,这些变化非常罕见。例如,2014年的一项研究在一对成年双胞胎中仅发现了5个基因变化。
澳大利亚昆士兰大学的犯罪学家Xanthé Weston表示,在极少数情况下,全基因组测序帮助法院区分了双胞胎。但Weston补充说,使用全基因组测序需要获得足够量的DNA进行分析。
其他研究人员报告称,通过对线粒体中的DNA进行测序,已成功区分了双胞胎。与用于基因组测序和STR分析的核DNA相比,线粒体DNA(mtDNA)的突变频率更高,这意味着双胞胎之间的mtDNA差异更大。
Weston表示,自20世纪90年代中期以来,美国法院已将mtDNA分析作为证据采纳。但尚未将其用于涉及双胞胎的案件中。
另一项前景广阔的技术着眼于DNA甲基化过程,即添加甲基基团到DNA上,这一过程可以改变基因的功能。这些“表观遗传”改变可能由多种因素引起,包括个人的行为,例如饮食、饮酒或吸烟习惯,以及环境因素。
去年,韩国的一个科学家团队对54对新生同卵双胞胎的基因组进行了测序。在识别出711个甲基化水平存在差异的位点后,他们选择并测试了各种组合,其中5个位点的甲基化水平差异尤为显著。通过比较这5个位点的甲基化程度,该团队成功区分了54对双胞胎中的50对。当他们在两个成年人群体中重复该实验时,他们成功区分了47对双胞胎中的41对以及118对双胞胎中的105对。
DNA甲基化分析尚未被用于法庭上区分双胞胎。Chapman指出,这种分析方法可能无法区分因生活方式相似或暴露于污染等相似环境因素而导致DNA变异的双胞胎。
Chapman补充说,这些新技术前景广阔,但在应用于法医调查之前,仍需克服一些挑战。例如,它们都需要相对大量的DNA,但犯罪现场的样本通常含量很少或保存状况不佳。
分析也可能耗资巨大且耗时,部分原因是需要花费大量精力向法庭证明结果具有足够的说服力,可以作为证据。去年,全基因组测序首次在美国的一起谋杀案审判中被采纳。
Weston表示,在起诉某人时,将DNA证据与其他类型的证据,例如指纹等,结合起来非常重要,因为某人的DNA出现在犯罪现场的原因有很多。“我绝不希望看到有人仅仅因为DNA而被起诉。”她补充道。
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。