国际权威期刊《科学》杂志(Science)公布了 2018 年的十大科学突破,其中有一项突破很有意思,叫做“基因家谱刑侦学”,这个突破并不是科学家做出的,而是警察。这篇文章介绍了为什么“基因家谱刑侦学”会入选《科学》杂志的年度榜单。
今年4 月,美国加州警方利用了一个叫做“基因家谱”的技术,破获了一起大案。他们逮捕了一名 73岁的白人男性,最终确认这个人就是二十世纪七八十年犯下一系列强奸杀人案的“金州杀手”(Golden State Killer)。简单说,就是警方把嫌犯的DNA上传到了一个开放的在线基因数据库网站,通过DNA数据匹配,先找到了嫌疑犯的亲戚。然后再通过绘制家谱,最终锁定了嫌疑犯本人。这个方法很有突破性,让之前的一些悬案有了破获的可能。
“基因家谱刑侦学”这项技术的最大的贡献,就在于它实现了“模糊匹配”。过去警方从犯罪现场搜集到DNA之后,想要找到嫌疑犯,必须做到精准匹配。如果数据库没有这个人的DNA,就找不到这个人了。但基因家谱技术能让警方先找到嫌疑犯的远亲,再顺藤摸瓜找到嫌疑犯,极大地缩小了搜索范围。
基因家谱技术能破案成功,要归功于两个非常重要的技术进步。
首先是公共基因数据库的兴起。过去,警方的DNA数据库里,一般都是有前科的罪犯的DNA,而如今普通人只要花一点钱,用棉签刮一下口腔黏膜,寄给专业的公司,就可以对自己的DNA进行测序。这些数据通过积累,就出现了庞大的公共基因数据库。
其次是一种叫做“长线家族搜索”的技术,这也是基因家谱能实现模糊匹配的关键。过去通过DNA比对进行的家族搜索,只能匹配到近亲,“长线家族搜索”可以实现个体DNA与第三代表亲的匹配。根据统计,一个美国人平均有850个第三代表亲,只要其中一位亲戚在公共基因库中上传了自己的DNA信息,通过“长线家族搜索”就能找出来。然后在综合其他信息不断缩小范围,最终就能找到目标。
而且,基因家谱不仅能帮助破案,还能帮我们了解人类其他的秘密。比如,2018年3月《科学》杂志的一篇文章说,研究人员利用公共基因数据库,绘制了人类有史以来最大的一张家谱。这张家谱绵延了五个世纪,涵盖1300万人。从这张巨大的家谱中,科学家发现,长寿这件事情并不是完全由基因决定的,影响寿命的因素其实远比我们想象得要多。科学家还发现,某些特定疾病,在家族中有一定的传播模式。
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