“白银案”告破！如何通过DNA技术识别一个人？

8月26日，甘蒙系列杀人案嫌犯高某在白银市落网，一时间舆论哗然。高某涉嫌于1988年至2002年实施强奸杀人作案11起，杀死11人，首案距今已28年之久。恶魔终于伏法，正应了那句：“天网恢恢，疏而不漏。”

根据新闻报导，甘肃省公安厅通过DNA-Y染色体检验，初步比中了嫌疑人，经过指纹比对和DNA进一步比对，最终确定犯罪嫌疑人高某并将其抓获。网络也传言，该案侦破契机是高某的远方堂叔犯下了行贿罪，由于其籍贯白银，警方高度重视，采集其血样后，将DNA-Y染色体检验数据与违法犯罪人员DNA库进行比对，确定该行贿人员是甘蒙系列杀人案嫌犯的家族成员，进行家系排查、筛排分析后，最终得出高某是系列杀人案凶手的结论。

正义也许会迟到，但从不缺席。DNA技术的发展，让许多积年旧案终于真相大白，其背后的原理你是否感兴趣呢？

如何通过DNA技术识别一个人？

芸芸众生各不相同，DNA和指纹、声音等等都是每个人独一无二的“标识”，DNA是由A、T、C、G四种碱基排列而成的长链，碱基的排列顺序就是一组可遗传的“密码”。除了红细胞等少数无核细胞外，人体中的每一个细胞都包含了全套的DNA，这也为刑侦专家提供了从犯罪现场的蛛丝马迹中追缉凶徒的线索。

相信很多人都听说过“人和大猩猩之间的基因差别不到3%”，那么，人与人之间的基因差异更小，如何从这样微小的差异中判定“命案现场提取的DNA样本就是这个人的”？

一个人所有染色体上全部的DNA序列信息加起来，就构成了“基因组”。在基因组里，有一些区域是高度保守的，千万年来几乎不会发生突变，人与猩猩甚至人与老鼠的这些区域序列都相差无几。而相应的，有一些区域则是高度突变的，一脉相传的血亲之间相似度较高，八竿子打不着的陌生人之间就差得远了。破案依靠的也正是这样高度突变的区域，DNA数据库里并不会记录一个人的全基因组信息，而是只记录一些特定区段的碱基序列。

这些用于区分不同人的特定区段，被称为“基因标记”，目前最常用的一种标记是“短串联重复序列（short tandem repeat, STR）”，也叫“微卫星DNA（micro satellite DNA）”。人的基因组里有许许多多处不同的STR，一般由2～6个碱基构成一个核心序列，核心序列串联重复排列。对于一个特定的个体，染色体上某个特定位置的重复序列的重复次数是固定的，而对于不同的个体在同一位置处的重复次数可能不同。举例来说，“ATCATCATCATC”就是核心序列“ATC”重复4次，而另一个人的这一位点可能重复7次。

根据概率计算，只要对13个STR位点进行基因分型，就可以将全世界的人区分开来。以目前常规用于DNA 检测的16 个STR基因座复合扩增试剂盒而言,世界上除同卵双生子之外,没有任何两个人的DNA 分型结果是一致的。

两个人之间的亲缘关系越接近，STR的契合度就越高，所以STR检测结果也是我们常听说的“亲子鉴定”的依据。同卵双胞胎的结果完全一致，父母与子女之间会有一半相同，兄弟姐妹之间的差异则更大一些。

利用STR作为探针而确立的DNA指纹图谱技术（DNA fingerprinting）是英国遗传学家Alec Jeffreys于1954年开创的，最初用于鉴定亲子关系，1987年首次被应用于连环杀人案件的侦破，如今已经成为最重要的司法鉴定手段之一。

世界上最早的DNA数据库也是英国建立的，现在包括中国在内的很多国家都已经建立或初步建立了DNA数据库，数据库中一般包括这些DNA-STR信息：（1）案件现场检材；（2）各国法律所规定的犯人样本；（3）无名尸样本及失踪者亲属样本；（4）以统计分析为目的的群体样本数据。

随着技术的发展，近年来人们已经能从衣服、方向盘、餐具等嫌犯曾接触的物品上提取嫌犯的皮肤细胞，并将其中微量的DNA扩增后用于鉴定。

什么是“DNA-Y染色体检验”？

我们都知道，人类有23对染色体，其中22对是常染色体，另1对是性染色体，性染色体分为X染色体和Y染色体两种，男性为XY，女性为XX。

因此，Y染色体有一个重要的特性，那就是“传男不传女”。Y染色体可分为拟常染色体区和非重组区，前者可以与X染色体发生基因重组交换，后者则不会发生重组，且非重组区长度约占Y染色体的95%。因此，Y染色体在DNA鉴定方面具有以下特点：（1）正常男性特有，在混合样品鉴定中不受女性成分的干扰；（2）父系遗传，Y 染色体的非重组区只能从父亲稳定地遗传给儿子，同一男性家系中的所有男性个体Y 染色体非重组区都是相同的，处于非重组区内的STR 位点基因分型结果一致；（3）呈单倍型遗传，对单拷贝Y-STR 基因座，每个男性个体仅有一个等位基因，如果现场检材的Y-STR 分型单个基因座上检出两条以上谱带，可提示混合样本中的男性人数。

由于Y染色体这些特殊的性质，使得它在法医学个体识别、亲子鉴定、混合斑中男性成分的检测、追溯父系迁移历史等方面都具有独到的应用价值。2013年，复旦大学的科学家们正是利用Y染色体揭开了曹操的身世之谜。

由于体格、力量等原因，严重暴力案件的主要犯罪者往往是男性，法医学上对Y染色体更是极为重视，Y-STR 数据库正是对常规DNA-STR 数据库的重要补充。如果说常规DNA-STR数据库是一种“大海捞针”的比对模式，那么Y-STR 数据库就是以一种“以点带面”的比对模式来工作的，首先比中嫌疑人所属的家系，然后在家系内进一步排查，可以极大地缩小侦查范围，提高案件侦破效率。

除了STR，还有一种名为SNP的新一代遗传标记，已经被广泛应用于DNA-Y染色体检验中。SNP是单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms）的缩写，是指基因组中特定位点的单个碱基的变异，多是二等位基因型，例如在甲乙两人的同一等位基因中，存在一段“AGCCT”和“AGTCT”的差异，可表明乙的3号位C碱基突变成了T碱基。SNP在人类基因组中分布广泛，目前已发现的就有约一千万个。Y染色体上的SNP位点被称为Y-SNP，具有标记数量多、突变率低、遗传稳定、扩增片段短等优势，在法医学领域中具有巨大的潜力。

在此次白银案的侦破中，正是使用了DNA-Y染色体检验技术，通过高某的远方堂叔这一突破点，锁定了高某所在的男性家系，最终揪出了隐匿多年的杀人凶手。