DNA揪出真兇

湯波

1983年11月22日凌晨，在英國萊斯特郡的一個(gè)小鎮(zhèn)上，一夜未歸的15歲女孩琳達(dá)·曼恩被發(fā)現(xiàn)赤身裸體地躺在林蔭小道旁。警察趕到后，發(fā)現(xiàn)曼恩是遭到性侵后被勒死的。

警察從曼恩體內(nèi)取出罪犯殘留的精液，分析后得出犯罪分子是A型血的結(jié)論，同時(shí)利用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的酶解法對精液中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。但是這一技術(shù)只能匹配小鎮(zhèn)上約10%的男性居民，這其中并沒有本案的罪犯，此案只能暫時(shí)擱置。

僥幸逃脫的犯罪分子并沒有就此收手。1986年7月31日，在離曼恩被謀殺不遠(yuǎn)的地方，再次發(fā)生一起命案。受害者同樣是一名15歲女孩，名叫道恩·阿什沃斯，也是遭受性侵后被勒死的。警方勘察現(xiàn)場后，認(rèn)定兩起命案是同一人所為，但是罪犯依然逍遙法外。小鎮(zhèn)開始人心惶惶。

這時(shí)，一個(gè)名為理查德·巴克蘭的17歲男孩被警方暫定為主要嫌疑人，因?yàn)樗蚓教峁┝岁P(guān)于阿什沃斯去向的線索，并幫助警方找到了她的尸體。一周之后，巴克蘭被警方帶走。在警方的審訊下，巴克蘭承認(rèn)案發(fā)當(dāng)天試圖對阿什沃斯進(jìn)行性騷擾，但是矢口否認(rèn)殺死了她。警方求助萊斯特大學(xué)一名遺傳學(xué)家亞力克·杰弗里斯。亞力克·杰弗里斯剛發(fā)明了一種DNA指紋技術(shù)，有可能幫助萊斯特警方破獲這一案件。

發(fā)現(xiàn)特殊DNA序列

1950年1月8日，杰弗里斯出生于英國一個(gè)中產(chǎn)階級(jí)家庭。1975年，杰弗里斯在牛津大學(xué)獲得博士學(xué)位。2年后，他進(jìn)入萊斯特大學(xué)擔(dān)任教職。最初幾年，杰弗里斯主要的研究課題是哺乳動(dòng)物的β球蛋白基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在染色體上的位置。

20世紀(jì)80年代初，杰弗里斯把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了另一個(gè)同樣能運(yùn)輸氧氣的蛋白——肌紅蛋白的編碼基因上，他先后分離出海豹和人類的肌紅蛋白基因。他和同事在研究人的肌紅蛋白基因時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)該基因的內(nèi)含子上有一些DNA序列非常特別，其中一段有33個(gè)堿基的DNA片段首尾相連地重復(fù)出現(xiàn)多次。杰弗里斯等人通過比對其他已知基因的DNA序列，發(fā)現(xiàn)類似這種串聯(lián)重復(fù)序列也存在于其他基因上，如胰島素基因。之前已有科學(xué)家把這類DNA序列稱為“小衛(wèi)星DNA”，因此杰弗里斯等人推測這類“小衛(wèi)星DNA”可能在基因組中廣泛存在。但在當(dāng)時(shí)，他們的發(fā)現(xiàn)似乎算不上什么重大發(fā)現(xiàn)。

不過，杰弗里斯等人在認(rèn)真分析了這些DNA序列后發(fā)現(xiàn)，人肌紅蛋白基因的這100多個(gè)堿基的“小衛(wèi)星DNA”正好落在同一個(gè)核酸內(nèi)切酶Hinf I的兩個(gè)酶切位點(diǎn)中間。也就是說，向含有人肌紅蛋白基因的DNA溶液中加入核酸內(nèi)切酶Hinf I，就能將這個(gè)“小衛(wèi)星DNA”剪切下來。

杰弗里斯推測，由于核酸內(nèi)切酶Hinf I和類似的“小衛(wèi)星DNA”都在基因組中廣泛分布，如果用核酸內(nèi)切酶與基因組DNA進(jìn)行反應(yīng)，或許能將基因組DNA切成無數(shù)個(gè)長短不一的DNA片段，而其中有些DNA片段就可能含有“小衛(wèi)星DNA”。雖然同一個(gè)“小衛(wèi)星DNA”的長度在不同個(gè)體的基因組中是有差異的，即所謂多態(tài)性，但是根據(jù)孟德爾遺傳定律，子代個(gè)體的小衛(wèi)星DNA片段必然至少與父母的一方一致。那么，比較多個(gè)類似的片段，不就可以確定不同個(gè)體的親緣關(guān)系了嗎？

DNA指紋技術(shù)誕生

一般來說，DNA原本是無色透明的，那么怎樣從中分辨出這些“小衛(wèi)星DNA”呢？

杰弗里斯采用了與發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)類似的技術(shù)——放射性同位素顯影技術(shù)，即用一段與“小衛(wèi)星DNA”序列互補(bǔ)的單鏈DNA片段作為探針，在其末端連上具有放射性的同位素磷-32。整個(gè)過程大致如下：先用核酸內(nèi)切酶Hinf I處理基因組DNA，利用電泳技術(shù)將不同長度的DNA片段分開，再用標(biāo)記有同位素的探針與之雜交，由于同位素在衰變過程中會(huì)釋放X射線，所以會(huì)在膠片上留下印記，沖洗完這些膠片后，就能觀察到這些與探針結(jié)合的DNA片段所顯影出來的條帶。

這一過程現(xiàn)在看上去非常簡單，但在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下難度非常大，因?yàn)楹芏鄬?shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)都需要反復(fù)摸索，只有每一步都不能出錯(cuò)，才能確保最后的結(jié)果是正確的。

經(jīng)過多次失敗之后，1984年9月的第一周，杰弗里斯和他的同事再次進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn)，這次用到的DNA樣品包括杰弗里斯實(shí)驗(yàn)室一個(gè)技術(shù)員及其父母的血液DNA，其他白人的DNA，以及一些動(dòng)植物的DNA。在核酸內(nèi)切酶處理之后，這些DNA樣品被分別放入用瓊脂糖凝膠制作的泳道一端。這時(shí)電源開關(guān)被打開，帶負(fù)電荷的DNA片段拼盡全力地往正極游去，所謂“身輕如燕”，一般越短的DNA片段游得越快。當(dāng)預(yù)計(jì)最短的DNA片段即將達(dá)到正極時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員關(guān)閉了電源開關(guān)，DNA的“游泳比賽”到此結(jié)束。此時(shí)最短的DNA片段排在最前面，最長的DNA片段則落在最后。接下來，實(shí)驗(yàn)人員需要用帶同位素標(biāo)記的DNA探針進(jìn)行雜交。杰弗里斯等人完成雜交試驗(yàn)后正好臨近周末，于是大家決定先回家過周末，把不穩(wěn)定的同位素磷-32留在實(shí)驗(yàn)室慢慢地釋放X射線，目的是要等它變成穩(wěn)定的磷-30。杰弗里斯和同事希望看看不同個(gè)體、不同物種被酶解后的DNA到底能游出什么“花樣”。

周一，杰弗里斯和同事早早趕到實(shí)驗(yàn)室，對膠片進(jìn)行顯影之后發(fā)現(xiàn)，膠片上的不同泳道中幾乎都不均勻地布滿了粗細(xì)不一的深色條帶。杰弗里斯乍一看，禁不住沮喪地叫道：“天啦，又是一團(tuán)亂麻！”

幸運(yùn)的是，杰弗里斯并沒有把膠片扔進(jìn)垃圾堆里，而是仔細(xì)端詳起來。這時(shí)，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，盡管不同物種的DNA條帶差別較大，但是同一物種中不同個(gè)體的大多數(shù)條帶都基本相同，只有一些條帶略有不同。更令人興奮的是，那位技術(shù)員的DNA條帶竟然與他父母的高度一致。除了一些與父母雙方都一致的條帶之外，其他條帶要么是與父親的相同，要么是與母親的相同。

杰弗里斯發(fā)現(xiàn)每個(gè)人甚至每個(gè)生物個(gè)體都有自己獨(dú)特的DNA條帶，就像人的指紋一樣，因此他將這一技術(shù)稱為“DNA指紋技術(shù)”。他敏銳地意識(shí)到這一技術(shù)在親子鑒定和動(dòng)物遺傳關(guān)系鑒定等方面的巨大應(yīng)用潛力，而這一技術(shù)很快就被運(yùn)用于司法鑒定。

司法鑒定的好幫手

1985年3月，杰弗里斯將DNA指紋技術(shù)的研究成果發(fā)表在英國《自然》雜志上，引起了一些媒體的關(guān)注和報(bào)道。一個(gè)正在為加納男孩的移民身份打官司的律師團(tuán)隊(duì)剛好看到這個(gè)新聞，于是聯(lián)系到杰弗里斯，希望他能用DNA指紋技術(shù)證明一個(gè)來自加納的男孩與他英國母親的親子關(guān)系。當(dāng)時(shí)這個(gè)移民案件已被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，英國法官認(rèn)為這位男孩與他英國的母親沒有血緣關(guān)系。由于事關(guān)重大，杰弗里斯一開始有些猶豫，不過在他妻子的鼓勵(lì)下，他答應(yīng)試一試。

雖然男孩的父親已離開英國，無法提供DNA樣本，但是杰弗里斯通過比對加納男孩、他的母親及這位母親的3個(gè)女兒的DNA指紋圖譜，證實(shí)加納男孩的確是這位英國母親的親生兒子，最終幫助這位母親贏得了這場移民官司。

這場移民官司的成功也讓杰弗里斯信心大增。這年年底他和同事再次在《自然》雜志上發(fā)表論文，進(jìn)一步闡明了DNA指紋技術(shù)在司法鑒定中的應(yīng)用，并證明從舊衣物上的陳年血跡或精斑、殘留在陰道里的精液樣本中均能使用DNA指紋技術(shù)加以鑒別。

正因?yàn)檫@篇文章和相關(guān)的媒體報(bào)道，負(fù)責(zé)萊斯特郡這兩起強(qiáng)奸謀殺案的檢察官找到杰弗里斯，希望他能助警方一臂之力。杰弗里斯比對了巴克蘭血液DNA與從兩位受害者體內(nèi)提取的精液DNA的指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)兩份精液的DNA指紋圖譜完全一致，證明兩起案件確是同一人所為，但是巴克蘭的DNA指紋圖譜卻與之截然不同，說明巴克蘭并非真兇。

1987年1月，警方要求周邊村鎮(zhèn)的所有成年男性都提供血液樣品，為了找出真兇，小鎮(zhèn)上的居民也都積極配合。警方很快就收集到近5000份血液樣品。經(jīng)過6個(gè)月的檢測，杰弗里斯卻沒有發(fā)現(xiàn)與兇手DNA吻合的樣本。這讓杰弗里斯和警方人員都疑惑不已，難道DNA指紋技術(shù)失靈了？

所幸的是，一名本地的工人在酒吧里喝酒時(shí)，無意中透露了一個(gè)驚天秘密：半年前，他的一個(gè)同事科林·皮切?？擞媒疱X誘惑他替代自己提供一份假血樣。很快，有人將這一消息告訴了警方，警方立即逮捕了皮切?？恕Ｍㄟ^DNA指紋圖譜的比對，杰弗里斯很快確認(rèn)皮切?？司褪菤⒑晌换旧倥膬词?。這一逍遙法外多年的兇手最終被判處終身監(jiān)禁，得到了嚴(yán)厲的法律制裁。

杰弗里斯的DNA指紋技術(shù)不僅幫助萊斯特警方找到真兇，還避免了巴克蘭蒙受不白之冤。之后，杰弗里斯一直致力于DNA指紋技術(shù)的發(fā)展、改進(jìn)和應(yīng)用。1994年，杰弗里斯被英國女王伊麗莎白二世授予爵士稱號(hào)，2005年又當(dāng)選為美國科學(xué)院院士。如今，DNA指紋技術(shù)及其升級(jí)版已經(jīng)成為司法鑒定的法寶之一。