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        小心頭發(fā)出賣了你!

        2016-12-23 08:17:47AlulullKenny
        人民周刊 2016年21期
        關(guān)鍵詞:角蛋白毛囊同位素

        Alulull+Kenny

        發(fā)現(xiàn)無名尸體,如何確定他的身份?兇案現(xiàn)場,如何尋找嫌犯的線索?現(xiàn)在,DNA檢測是個重要的方法。只要能提取到合適的樣本,并且進行檢測和比對,就能確定一個人的身份。

        DNA鑒定很好用,但它卻也不是總能行得通。在自然環(huán)境下,DNA分子會不斷降解,即使有能讓DNA大量擴增的PCR(聚合酶鏈式反應(yīng))加持,有時候基因檢測也無法完成??脊艑W(xué)家們對此更是深有感觸,他們往往面對的是至少埋了數(shù)百年的尸體,要想提取有效的DNA信息更是難上加難。

        線索一:頭發(fā)中的蛋白質(zhì)分析

        做不了DNA檢測的時候該怎么辦?研究者們把目光投向了人身上更加“皮實”的成分:頭發(fā)中的蛋白質(zhì)。最近,來自美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究人員提出了一種利用頭發(fā)中蛋白質(zhì)進行身份鑒定的新方法,有望成為身份鑒定的輔助手段,相關(guān)論文發(fā)表在今年9月7日的《公共科學(xué)圖書館·綜合》(PLOS ONE)上。

        人類基因組里的信息量浩如煙海,而在做DNA鑒定的時候,技術(shù)人員并不會把這些信息全部都檢查一遍。他們往往會著重尋找那些能代表個體差異的關(guān)鍵標識,而單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,簡稱SNP)就是當中最常用的標識之一。SNP指的是單個堿基對上出現(xiàn)的差異,而有些情況下,這些差異也會改變基因編碼對應(yīng)的氨基酸,導(dǎo)致蛋白質(zhì)中的單個氨基酸出現(xiàn)差異(即單氨基酸多態(tài)性,SAP)。

        簡而言之,單氨基酸多態(tài)性便是DNA差異在蛋白質(zhì)當中的一種體現(xiàn)。如果能夠分析樣本中的蛋白質(zhì)成分,找到出現(xiàn)氨基酸差異的地方,那么理論上講,它也和核苷酸差異一樣,具有成為個體“特征標簽”的潛力。

        根據(jù)這一思路,研究者們開展了實驗。他們從61位歐裔志愿者身上提取了頭發(fā)及血液樣本,分別用于蛋白質(zhì)檢測和DNA測序。

        無論在刑偵現(xiàn)場還是考古遺跡,頭發(fā)都是最常見的生物樣本之一。可惜的是,頭發(fā)的發(fā)干部分并不適合提取核DNA。而如果是分析蛋白質(zhì),頭發(fā)就有自己的優(yōu)勢了:構(gòu)成頭發(fā)骨架的角蛋白及角蛋白關(guān)聯(lián)蛋白性質(zhì)非常穩(wěn)定,在蛋白質(zhì)中也屬翹楚,它們可以存留很多年。

        利用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法,研究者在歐裔志愿者的頭發(fā)中鎖定了89個包含SAP的多肽片段,這些SAP對應(yīng)的SNP被稱作“先祖信息標記物”,在不同人種當中所占比例不一樣,因此可以用于判斷個體的血統(tǒng)。

        與DNA檢測結(jié)果的比對發(fā)現(xiàn),頭發(fā)中發(fā)現(xiàn)的SAP信息能夠很好地預(yù)測志愿者基因組中存在的SNP,正確率高達98%。因此,根據(jù)蛋白質(zhì)反推得到的SNP信息可以構(gòu)成一份“遺傳學(xué)名片”。研究者推算,他們找到的這組SNP在歐裔人群中所占比例與非裔人群相比更高,從另外10名非裔志愿者那里獲取的樣本分析結(jié)果也證實了這一點。

        那這種方法對古人的頭發(fā)是否有效呢?研究者又從6具古代尸骸身上收集了頭發(fā)樣本進行蛋白質(zhì)分析。這些尸體下葬時間在17世紀末到18世紀初之間,頭發(fā)當中的許多蛋白質(zhì)已經(jīng)降解消失,留下的絕大多數(shù)都是角蛋白以及角蛋白關(guān)聯(lián)蛋白。不過,從這些殘留蛋白質(zhì)中,依然可以找到提示死者血統(tǒng)的SAP“標簽”。

        當然,根據(jù)頭發(fā)粗查人種還只是第一步。研究者相信,等到這種新方法成熟之后,偵查人員和考古工作者或許能只用一小截頭發(fā)就確定頭發(fā)主人的身份。對頭發(fā)蛋白質(zhì)的分析不僅能為DNA鑒定結(jié)果提供輔助,它甚至還有潛力在DNA證據(jù)難以入手時成為主角。

        線索二:頭發(fā)發(fā)根、發(fā)干和發(fā)尖的特征辨別

        在《西游記》中,孫悟空輕拔毫毛,就可以變出千千萬萬個分身。而在法醫(yī)眼里,小小的一根頭發(fā)也可以帶來大量的線索。在法醫(yī)鑒定中,頭發(fā)可以分為發(fā)根、發(fā)干和發(fā)尖三部分組成。而這三部分也分別隱藏著不同的信息。

        發(fā)根通常是法醫(yī)鑒定中最重要的部分。自然脫落的頭發(fā)和人為拔掉的頭發(fā)最大的區(qū)別就在于它們是否帶有完整的毛囊。不同生長期的頭發(fā)也有著不同的特征:處于生長期的頭發(fā)毛囊比較發(fā)達,呈橢圓形;處于休止期(生長間期)的毛囊會變得細長;而在脫落期,毛囊呈球棒狀。

        對發(fā)根形態(tài)的鑒定除了可以判斷毛發(fā)主人是否在現(xiàn)場曾發(fā)生過搏斗外,還有一個很重要的功能:DNA檢驗。處于生長期的頭發(fā)可以提供非常大量的DNA,這為警方的調(diào)查提供了重要的信息。

        除了發(fā)根,發(fā)干和發(fā)尖所呈現(xiàn)的一些特征還可以揭示這根頭發(fā)曾經(jīng)“受過什么罪”。就讓下面幾幅圖來說明吧!

        對于頭發(fā)的現(xiàn)場采樣,你可能第一個想到的就是拿小鑷子輕輕地夾起來,這樣又帥又精細。實際上真正的現(xiàn)場調(diào)查人員可沒工夫搞小資,他們最常用的兩種方式是膠帶和吸塵器。沒錯,這種膠帶就跟你在家粘貓毛的那種差不多!這種方式不會對證據(jù)造成損失,還可以保持頭發(fā)的完整特征。另外,對于那些不易移動的大型證物(比如鐵柜子),調(diào)查人員有時還會選用吸塵器來采集證據(jù)。

        線索三:頭發(fā)中的同位素和重金屬含量檢測

        如果你抓到一個恐怖分子,但是他打死也不說自己的總部在哪兒,怎么打怎么測謊都沒用,怎么辦?看他有頭發(fā)沒,拔一根兒下來,一測就知道啦!沒錯,就是這么神奇!

        來自美國猶他州大學(xué)(University of Utah)的Jim Ehleringer的一項研究指出,不同地區(qū)自來水中氫氧同位素的含量不同,而這些不同會直接在人的頭發(fā)中體現(xiàn)。

        在此之前,Ehleringer的小組曾經(jīng)通過測定古柯葉(可卡因原材料)中同位素的含量來確定該毒品的原產(chǎn)地。他們認為,由于氫氧同位素的質(zhì)量比較重,所以他們會更容易從積雨云中下落,所以根據(jù)不同地區(qū)降水量的不同,不同地區(qū)自來水中的同位素含量也不同。

        為了證實這個假設(shè),他們調(diào)查了全美65個城市理發(fā)店里的頭發(fā)樣品。通過光譜分析并作圖后,他們發(fā)現(xiàn)頭發(fā)中的同位素分布確實具有區(qū)域性。也就是說,只要調(diào)查足夠多的樣本,那么用頭發(fā)來定位罪犯的老窩可就不是什么難事了。

        除了同位素,一些其他的重金屬或有毒物質(zhì)也可以從頭發(fā)中檢出。拿破侖的死因就是因為用新的檢測技術(shù)在他的頭發(fā)中測出了重金屬砷才得以真相大白的。

        怎么樣,知道為什么殺手們都留大光頭了吧?他們可不是為了???,那是專業(yè)的象征,不但不礙事,還不留證據(jù)!

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