这项“黑科技” 除了能破“白银案”,还能找到祖宗
28年后,白银连环杀人案终于破获,甘肃省公安厅通过DNA-Y染色体检验,经过指纹比对和DNA进一步比对,最终确定犯罪嫌疑人高承勇。
DNA-Y染色体检验技术勾起了人们的好奇心,这项听起来不那么陌生的技术,为何“迟到”了28年?该技术在刑事侦查过程中扮演了什么角色?
从上世纪90年代就开始研究Y染色体检验技术的复旦大学生命学院人类学系教授李辉对此解释,Y染色体检验通过检测Y-SNP位点不仅可以协助警方缩小侦查范围从而辨别犯罪嫌疑人,三国时期曹操的后裔分布也已全部明晰,并且还找到了孔子的现代后裔,未来一张树状图可以通过Y染色体检验技术囊括全人类男性关系。
Y染色体谱系显示,现代人8个地理种都可追溯至20万年前的非洲
Y染色体检验出曹操孔子后裔
人的染色体有23对,其中22对为常色体,男性与女性的都一样,余下的一对为性染色体,女性的性染色体由两条相同的染色体组成,书写为XX,男性的由一条X染色体和一条Y染色体组成,书写为XY,Y染色体是由决定男性性别的染色体,Y染色体是遗传物质的部分载体,也是男性特有的遗传体系。
复旦大学生命学院人类学系教授李辉介绍,从1996年开始,复旦大学现代人类学实验室便开始着手Y染色体分析,目的在于未来全世界所有的男性都能画到一张树状图上,任何两个不同年代的男性之间的关系,通过Y染色体检验都可以精准确定误差小于两代的代系关系,500年前是不是一家,Y染色体便可以判定。
这种毫无信息损失地一代一代父系遗传, 决定了通过Y染色体检验可以追溯几千年甚至上万年的父系渊源。20年前,科学家通过检测Y染色体的19个单点突变的Y-SNP位点,将全世界的人类大概分成几大类,如果将这些关系比作一棵树的话,这棵树的根是在非洲,最后研究出Y染色体最早起源于20万年前东非的一名男子,该学说也被称为“非洲亚当学说”。
2013年,曹操后裔首次齐聚沈阳
随着分析技术的发展,2005年左右,科学家检测了Y染色体的400多个位点,进而可以通过Y染色体特异区分性分出不同的语系和民族类群等,研究得出东亚人从南方开始,逐步迁徙至北方的过程。汉族历史上通过陆续南迁分部到南方各省。
如果再往下细分,通过检测Y染色体数百万个位点的话,关系就可以细化到一个县,一个村镇,一个家族,包括家族血缘关系、遗传距离的远近,家族历史研究等。
李辉曾带领团队通过Y染色体多位点的检测,研究曹操家族的基因课题,发现曹操后代分布在中国广东、安徽九个区域,这9大曹操后裔每年都会举行祭祖、聚会等活动。通过同样的检验技术,李辉团队还成功找到了孔子的现代后裔。
建Y染色体全国关系谱,可迅速完成个体追踪
谈到此处,可能有人不懂什么是Y-SNP,我们先来了解一下它的上一代Y-STR。虽然Y染色体在遗传过程中绝大多数是非常稳定的,但是还是有一部分偷偷发生了变化,在漫长遗传过程中产生区别的,是由世代父系遗传中积累的突变造成的,即SNP和STR,前者是一个密码位的类型差异,后者是一个基因座上插入的特殊片段的长度差异(short tandem repeat)。
检测的Y-STR位点越多,得出的关系也越详细,位点匹配度高,两个人出自一个父系祖先的可能性也越大。
其实早在1976年,科学家就检测出Y-STR,90年代后,越来越多的Y-STR多态性位点不断被发现。单核苷酸(SNP)位点检测是既STR后又一代DNA分析技术的核心。
Y染色体全国关系谱可以迅速完成个体追踪
学术终归只是技术研究,技术的应用转化又是一个漫长的过程,这项技术广泛应用在法医学鉴定才是近五六年的事。作为最前沿的刑事生物技术,DNA-Y染色体分析为法医物证检验提供了科学、可靠和快捷的手段,使物证鉴定从个体排除过渡到了可以作同一认定的水平,Y染色体检验能直接认定犯罪、为凶杀案、强奸杀人案、碎尸案、强奸致孕案等重大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。
随着Y染色体检验技术的发展和应用,DNA-Y染色体标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。
李辉表示,只要有足够的基线数据,全国范围内都可以建起一个家族谱,拿到一份Y染色体,便可以通过这样的关系谱迅速做到对个体的追踪定位。
Y染色体技术未来将攻中华文明起源问题
目前,复旦大学现代人类学教育部重点实验室是我国唯一从事分子人类学研究的教育部重点实验室,建立了覆盖全国和东亚大部分地区的现代人群DNA(40万份)和古代遗骸DNA(4000多份)资源库及数据库。
李辉表示,在从事现代人群遗传结构、人类分子进化、古代人类DNA研究等方面的同时,也有专门的法医人类学研究人员,协助警方对送检的样品进行检验,由于各地法医DNA数据库尚待完善,实验室的数据库也时常被用来做样本比对分析,分析后判断大致的方向,再由警方做进一步侦查。
“白银案能够破获,一方面源于法医系统技术越来越先进,另一方面也离不开公安系统细致全面的排查整理、样品采集。”李辉说。
不过对实验室而言,研究Y染色体的最大目标仍然是追溯人类起源,寻找中华文明的起源,推演中华民族的一体化过程。“能够从古代的样本中找到DNA来推演人类的进化过程,最后的结果就是全国的男性关系都可以用一张图来表示。”李辉说。
建立了覆盖全国和东亚大部分地区的现代人群DNA(40万份)和古代遗骸DNA(4000份)资源库及数据库,在人类群体遗传学、医学遗传学、分子流行病学、计算生物学等研究领域达到了国际前沿水平,取得了一系列重要的研究成果。