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DNA鑒定技術可能遭遇挑戰

科學前沿

作者:楊欣

最近,山東濱城區發生了38起學生宿舍盜竊案,涉及資產20餘萬元。為了找出小偷,山東濱州學院5000多名本科男生全部被一一采血查驗DNA。

采集和比對DNA進行刑事鑒證是世界各國認同並廣泛應用於司法活動的一種行為,而且實踐證明,這也是一種有效的鑒定嫌犯的科學手段。但是,DNA鑒定技術現在也麵臨著挑戰。這種挑戰來自兩方麵,一是科學的,另一是倫理的。

基因差異和多種基因將導致鑒定不準

DNA鑒定受到的第一種挑戰是基因的變異。按照以往人類基因組計劃揭示的常識,一個人隻擁有一套唯一的、區別於他人的基因組(DNA),這才成為DNA鑒定的基礎和根據。因為,鑒定DNA一般是把從犯罪現場提取的DNA與嫌疑人或司法係統的DNA庫中有前科的人的DNA進行比對,由於基因的唯一性,比對才能確認罪犯。

但是,如果一個人基因有突變或一個人有兩套基因組,就有可能比對不準確,DNA鑒定就無法判定罪犯,DNA鑒定也難以幫助破案。

美國斯坦福大學遺傳學家亞曆山大·厄本等人最近的研究證實,有的人的基因組並非是固定的,而是變化的,甚至有兩套基因組,這就為DNA鑒定製造了麻煩。一名健康人體內基因的變化有兩種形式。一是人體內不同細胞之間存在基因差異,例如神經細胞與肌細胞的基因存在差異。二是一個人擁有多個基因組,而且這是一種比較普遍的現象。這種現象又分為兩種情況。第一種情況是,有些人體內的一部分細胞存在基因突變,但其他細胞裏卻沒有這種基因突變,例如白細胞存在基因突變,但上皮細胞沒有基因突變;第二種情況是,有的人體內存在來自他人的基因組,也就是說,這類人擁有兩套或兩套以上的基因組。

最近,美國弗吉尼亞大學生物化學和分子遺傳學教授伊拉·霍爾等人的研究就證明,同一個人的同一類細胞中有不同的基因組。研究人員對3名死亡者大腦提取的 110 個神經元(神經細胞)進行了單細胞基因組測序,結果發現,41% 的神經細胞包含一個或多個拷貝數變異(CNV),其中大多數是亞染色體,即DNA改變,或是基因缺失或是基因複製。也就是說,這3個人41%的神經細胞有兩套或兩套以上的基因組。

美國鹽城生物研究所的弗雷德·蓋奇等人還發現,在人類誘導多潛能幹細胞衍生的神經元中存在相似的基因組改變。他們采用近期開發的一種基於單細胞微陣列的研究手段檢測了40 個多潛能幹細胞衍生的神經元,發現其中13個細胞的基因組具有獨特的改變。蓋奇認為,他們現在的研究證明了他們之前的發現,從同多潛能幹細胞中分化而來的神經元的基因組也有不同的缺失,擴增等現象。

不僅同一個人的神經元有基因組的不同,而且同一個人的其他細胞也有不同的基因組,如上皮細胞。研究發現,同一個人的上皮細胞本身也是有遺傳差異的,但是沒有神經元這麼顯著。也就是說,至少研究人員發現了同一個人的神經細胞和上皮細胞具有不同的基因組。

另一方麵,雙胞胎的嵌合現象也會造成一個人的細胞可能有兩套基因組。當雙胞胎在子宮內發育時,兩枚受精卵在某些情況下可能合二為一。這就是所謂的胚胎嵌合體,由此,也造成了一個人的細胞有兩套基因組。另外,女性生育孩子也可能從子女身上獲得基因組。嬰兒出生後,胎兒的一些細胞可能留在母體內,它們可能進入不同的器官,並被那裏的組織吸收。這也是另一種意義上的嵌合體,即女性接受孩子的基因成為嵌合體,從理論上講,所有懷過孕的女性都會成為嵌合體,也因此有可能具有兩套或多套基因組。

基因的變化和具有多套基因組會產生兩種結果。一是細胞的基因組不同很可能導致產生的核糖核酸(RNA)和蛋白質不同,在疾病和疾病治療上也會不同。另一種情況便是,如果對這些有不同基因組的人進行DNA鑒定,就有可能測不準,從而找不到犯罪嫌疑人。