撰文|比鄰星
很多驚天懸案的偵破都和DNA證據有關。比如不久前杭州的碎屍案、去年偵破的幾十年懸而未破的南大殺人案。
在犯罪現場調查中,來自嫌疑人身上的都是關鍵的物證。比如指紋、血液、汗液。但我們都知道指紋很容易拿來鎖定身份,罪犯也知道。逐漸進化的罪犯們學會了不留下指紋的反偵查手段。相比之下,對罪犯而言,DNA證據才更為防不勝防。
不過,法醫學家會告訴你。DNA很好用,也很難用。這話怎麼講?
一滴血
指紋只存在於指尖,你身上的每一個細胞裡都有DNA,是男是女、今年多大了、有沒有先天疾病,都清清楚楚地寫在上面。只要罪犯不小心在現場留下點什麼,好比說一根連著毛囊細胞的頭髮,一滴血,少許精液或者頭皮屑。只要有細胞在,就有提取出DNA的可能性。
在法醫學領域有一個重要的職業——犯罪現場調查員(CSI)。或許你的法醫啟蒙正是來自那部同名美劇,但現實中的CSI更接地氣——他們會出現於案發現場記錄、泡在法醫實驗室裡檢測。然而並不會與犯人直接接觸,或者說,不參與推理、審訊、抓捕。這是個絕對理性的職業,其使命就是記錄下真實的現場,還原鐵證。
美劇《犯罪現場調查》(第一季) 劇照
尋找現場的DNA,有時需要點特殊手段。比如黑光燈。
我猜你應該沒有試過用紫外燈照射過自己的口水和尿液。事實上,這些體液都是自帶螢光的物質,比如尿液、精液、唾液。CSI會將黑光燈(能發出紫外線的燈)、藍色LED手電、綠色LED手電等配合特定顏色的濾光片使用。這是因為在不同波長的激發光下,體液會釋放出特定顏色的螢光。
這是在自然光下沾有體液的一塊布。看好了別眨眼。
這是紫外線下的,還不夠螢光。
這是415nm下的紫光,配合黃色濾光片。
450nm的藍光,配合橙色濾光片。
535nm的綠光,配合紅色濾光片。
螢光越來越明顯。這就意味著,哪怕罪犯自作聰明地打掃了犯罪現場,看上去乾淨的表面在藍光下就是另一番景象了。
注意,血液是不發螢光的。但如果你是個刑偵迷,應該已經知道,噴灑魯米諾溶液可以讓血跡顯出藍色螢光。
比對
有了生物組織樣本,提取其中的DNA便不是什麼難事。哪怕痕量樣本也能通過PCR技術擴增。小編曾是一名生物狗,圈內流傳著這樣一句話:「少壯不努力,長大PCR。」這只是句調侃,大意是講PCR技術在實驗室中已經足夠常見且標準化。
PCR儀,一個沒有感情的DNA擴增機器
既然這麼簡單,是不是只要有了DNA就萬事大吉了?莫急。
如果警方已經有了懷疑對象,事情依然可以向下推進。我們需要將現場的DNA序列與嫌疑人的進行比對。你可能會下意識地以為,把現場的DNA序列測出來,再把嫌疑人的序列測出來,用電腦一比,齊活兒。
生物狗又要告訴你,全基因組測序成本確實不小。人有23對染色體,超過30億個鹼基對,目前已知編碼了2萬個基因。關鍵是每個人99.9%的基因序列都是一樣的,顯然測出全部DNA序列的方法太笨了,需要選幾個有個性的。
人類基因組計劃是個大工程,已於2003年完成
巧了,這些有個性的偏偏還不是有編碼意義的序列,也就是被排除於2萬個基因之外。它們簡稱STR(short tandem repeat),中文名短片斷重複序列。「短片斷」是由2-6個鹼基構成的,具體的重複數,每個人不太一樣。在DNA比對中,只需要把這些STR位點大量擴增,再比對嫌疑人與現場樣本的STR重複數是否相同就行了。目前用於比對分析的STR位點共用20個。如此便能精確對標,大大減小了工作量。
假如把每段STR比做一顆彩虹糖,那麼每袋糖裡黃色、綠色、橙色糖豆的數量各不相同。
如果警方一通比對,發現懷疑錯了人。又該怎麼辦?
資料庫
FBI有個指紋資料庫,the Integrated Automated Fingerprint Identification System (IAFIS)。如果在現場採集到了指紋,資料庫經過1天左右的分析,就能給出20個配型類似的候選對象——可能匹配人群中的任何人。這就相當於直接幫警方框定了調查對象。
我們可以用類似的思路,訪問DNA資料庫嗎?這就是DNA分析難用的地方了。FBI也有DNA資料庫,簡稱CODIS,裡面的每個人都收錄著20個STR位點序列。問題是,大部分民眾的信息並不存在於CODIS中,只有那些已經被公安機關定罪、有前科的人,才會被收錄。我國警方也有這樣的資料庫,信息採集也是類似的流程。世界上最大的國家DNA資料庫在英國,裡面有超過600萬份檔案,只覆蓋了英國10%的人口。
敲個回車鍵就能看到理想結果嗎?天真
為什麼不像指紋那樣,建立全民DNA資料庫?基因信息算是終極個人隱私,它的收集和使用將涉及倫理和法律等諸多問題。其實,這樣的信息倒也容易拿到。自20世紀50年代起,英國出生的嬰兒會留下自己的血液樣本,主要用途是篩查是否患有遺傳病。這些信息被存儲在格思裡卡上,其中的基因信息在2004年印尼海嘯中幫助確認了一名喪生的英國人身份。但是,格思裡卡的用途上,並沒有規定用於法醫鑑定這一項。
假如通過資料庫檢索,現場的DNA樣本沒有在資料庫中找到匹配項,那麼DNA比對之路走起來就沒那麼順暢了。還好這DNA說到底是遺傳物質,這一點還大有文章。隨著資料庫的不斷擴大,萬一罪犯的某個直系或者旁系血親在警方的DNA資料庫裡留下了信息,豈不是也可以順藤摸瓜調查出來?
前文提到的南大殺人懸案,正是用這樣的思路告破的。而且是遺傳高度保守的「Y染色體」,只傳男不傳女,在整個家族的男性中都一樣。
Y染色體遺傳,子子孫孫無窮盡也
目前的二代測序技術更強大了,DNA刑偵定會有更大的用武之地。上學的時候老師說:21世紀是生物的世紀。嗯,現在我信了。
原標題:《萬萬沒想到,罪犯噴灑出的唾沫星子會發螢光,一不小心暴露了DNA》
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