“白銀案”告破！如何通過DNA技術識別一個人？

8月26日，甘蒙系列殺人案嫌犯高某在白銀市落網，一時間輿論嘩然。高某涉嫌于1988年至2002年實施強奸殺人作案11起，殺死11人，首案距今已28年之久。惡魔終于伏法，正應了那句：“天網恢恢，疏而不漏。”

根據新聞報導，甘肅省公安廳通過DNA-Y染色體檢驗，初步比中了嫌疑人，經過指紋比對和DNA進一步比對，最終確定犯罪嫌疑人高某并將其抓獲。網絡也傳言，該案偵破契機是高某的遠方堂叔犯下了行賄罪，由于其籍貫白銀，警方高度重視，采集其血樣后，將DNA-Y染色體檢驗數據與違法犯罪人員DNA庫進行比對，確定該行賄人員是甘蒙系列殺人案嫌犯的家族成員，進行家系排查、篩排分析后，最終得出高某是系列殺人案兇手的結論。

正義也許會遲到，但從不缺席。DNA技術的發展，讓許多積年舊案終于真相大白，其背后的原理你是否感興趣呢？

如何通過DNA技術識別一個人？

蕓蕓眾生各不相同，DNA和指紋、聲音等等都是每個人獨一無二的“標識”，DNA是由A、T、C、G四種堿基排列而成的長鏈，堿基的排列順序就是一組可遺傳的“密碼”。除了紅細胞等少數無核細胞外，人體中的每一個細胞都包含了全套的DNA，這也為刑偵專家提供了從犯罪現場的蛛絲馬跡中追緝兇徒的線索。

相信很多人都聽說過“人和大猩猩之間的基因差別不到3%”，那么，人與人之間的基因差異更小，如何從這樣微小的差異中判定“命案現場提取的DNA樣本就是這個人的”？

一個人所有染色體上全部的DNA序列信息加起來，就構成了“基因組”。在基因組里，有一些區域是高度保守的，千萬年來幾乎不會發生突變，人與猩猩甚至人與老鼠的這些區域序列都相差無幾。而相應的，有一些區域則是高度突變的，一脈相傳的血親之間相似度較高，八竿子打不著的陌生人之間就差得遠了。破案依靠的也正是這樣高度突變的區域，DNA數據庫里并不會記錄一個人的全基因組信息，而是只記錄一些特定區段的堿基序列。

這些用于區分不同人的特定區段，被稱為“基因標記”，目前最常用的一種標記是“短串聯重復序列（short tandem repeat, STR）”，也叫“微衛星DNA（micro satellite DNA）”。人的基因組里有許許多多處不同的STR，一般由2～6個堿基構成一個核心序列，核心序列串聯重復排列。對于一個特定的個體，染色體上某個特定位置的重復序列的重復次數是固定的，而對于不同的個體在同一位置處的重復次數可能不同。舉例來說，“ATCATCATCATC”就是核心序列“ATC”重復4次，而另一個人的這一位點可能重復7次。

根據概率計算，只要對13個STR位點進行基因分型，就可以將全世界的人區分開來。以目前常規用于DNA 檢測的16 個STR基因座復合擴增試劑盒而言,世界上除同卵雙生子之外,沒有任何兩個人的DNA 分型結果是一致的。

兩個人之間的親緣關系越接近，STR的契合度就越高，所以STR檢測結果也是我們常聽說的“親子鑒定”的依據。同卵雙胞胎的結果完全一致，父母與子女之間會有一半相同，兄弟姐妹之間的差異則更大一些。

利用STR作為探針而確立的DNA指紋圖譜技術（DNA fingerprinting）是英國遺傳學家Alec Jeffreys于1954年開創的，最初用于鑒定親子關系，1987年首次被應用于連環殺人案件的偵破，如今已經成為最重要的司法鑒定手段之一。

世界上最早的DNA數據庫也是英國建立的，現在包括中國在內的很多國家都已經建立或初步建立了DNA數據庫，數據庫中一般包括這些DNA-STR信息：（1）案件現場檢材；（2）各國法律所規定的犯人樣本；（3）無名尸樣本及失蹤者親屬樣本；（4）以統計分析為目的的群體樣本數據。

隨著技術的發展，近年來人們已經能從衣服、方向盤、餐具等嫌犯曾接觸的物品上提取嫌犯的皮膚細胞，并將其中微量的DNA擴增后用于鑒定。

什么是“DNA-Y染色體檢驗”？

我們都知道，人類有23對染色體，其中22對是常染色體，另1對是性染色體，性染色體分為X染色體和Y染色體兩種，男性為XY，女性為XX。

因此，Y染色體有一個重要的特性，那就是“傳男不傳女”。Y染色體可分為擬常染色體區和非重組區，前者可以與X染色體發生基因重組交換，后者則不會發生重組，且非重組區長度約占Y染色體的95%。因此，Y染色體在DNA鑒定方面具有以下特點：（1）正常男性特有，在混合樣品鑒定中不受女性成分的干擾；（2）父系遺傳，Y 染色體的非重組區只能從父親穩定地遺傳給兒子，同一男性家系中的所有男性個體Y 染色體非重組區都是相同的，處于非重組區內的STR 位點基因分型結果一致；（3）呈單倍型遺傳，對單拷貝Y-STR 基因座，每個男性個體僅有一個等位基因，如果現場檢材的Y-STR 分型單個基因座上檢出兩條以上譜帶，可提示混合樣本中的男性人數。

由于Y染色體這些特殊的性質，使得它在法醫學個體識別、親子鑒定、混合斑中男性成分的檢測、追溯父系遷移歷史等方面都具有獨到的應用價值。2013年，復旦大學的科學家們正是利用Y染色體揭開了曹操的身世之謎。

由于體格、力量等原因，嚴重暴力案件的主要犯罪者往往是男性，法醫學上對Y染色體更是極為重視，Y-STR 數據庫正是對常規DNA-STR 數據庫的重要補充。如果說常規DNA-STR數據庫是一種“大海撈針”的比對模式，那么Y-STR 數據庫就是以一種“以點帶面”的比對模式來工作的，首先比中嫌疑人所屬的家系，然后在家系內進一步排查，可以極大地縮小偵查范圍，提高案件偵破效率。

除了STR，還有一種名為SNP的新一代遺傳標記，已經被廣泛應用于DNA-Y染色體檢驗中。SNP是單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphisms）的縮寫，是指基因組中特定位點的單個堿基的變異，多是二等位基因型，例如在甲乙兩人的同一等位基因中，存在一段“AGCCT”和“AGTCT”的差異，可表明乙的3號位C堿基突變成了T堿基。SNP在人類基因組中分布廣泛，目前已發現的就有約一千萬個。Y染色體上的SNP位點被稱為Y-SNP，具有標記數量多、突變率低、遺傳穩定、擴增片段短等優勢，在法醫學領域中具有巨大的潛力。

在此次白銀案的偵破中，正是使用了DNA-Y染色體檢驗技術，通過高某的遠方堂叔這一突破點，鎖定了高某所在的男性家系，最終揪出了隱匿多年的殺人兇手。