眾所周知,個(gè)體識(shí)別在法庭科學(xué)實(shí)踐中占有重要地位,常為案件的分析和偵破提供重要法律依據(jù)。但對(duì)于復(fù)雜情況下的個(gè)體識(shí)別,我們還有很多坎,例如同卵雙生子。
何為同卵雙生?
同卵雙生子(同卵雙胞胎)是受精卵在卵裂時(shí),由于自身或外界某些隨機(jī)因素導(dǎo)致其一分為二從而形成兩個(gè)相同的胚胎發(fā)育而成的。
因此,理論上同卵雙生子擁有完全相同的基因組DNA,運(yùn)用傳統(tǒng)的遺傳標(biāo)記,包括短串聯(lián)重復(fù)(short tandem repeat,STR)序列、單核苷酸多態(tài)性 (single nucleotide polymorphism,SNP)、插入/缺失 (insertion/deletion,InDel),均不能將其區(qū)分。
常規(guī)操作,全部失效!
面對(duì)BOSS級(jí)別的同卵雙生子,
我們的解題思路是???
研究表明:盡管同卵雙生子在理論上應(yīng)該具有完全相同的遺傳信息,但是兩者即使在成長(zhǎng)環(huán)境大致相同的情況下常顯示出明顯的表型差異,這些差異是由環(huán)境或其他因素綜合造成的。同卵雙生子在表觀遺傳水平以及基因組序列等方面存在一定差異,這為同卵雙生子的甄別提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
那是不是就是說(shuō)這個(gè)同卵雙生子還是有辦法能區(qū)分開(kāi)的?
讓我們來(lái)看看目前的研究進(jìn)展吧
1. 表觀遺傳學(xué)差異
表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對(duì)立的概念,是指基于非基因序列改變所致的基因表達(dá)水平變化,包括DNA甲基化、組蛋白修飾、X染色體失活等。
在此科普下,DNA甲基化:是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的催化下,將甲基選擇性地添加在DNA分子中的G、C兩個(gè)核苷酸上。
DNA甲基化在真核生物中,是一種常見(jiàn)的表觀遺傳修飾,能影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu),參與基因表達(dá)調(diào)控,基因印記,轉(zhuǎn)座子沉默,X染色體失活以及癌癥發(fā)生等重要生物學(xué)過(guò)程。其特點(diǎn):可遺傳的,是基因表達(dá)的改變,沒(méi)有DNA序列的改變,這也就是造成個(gè)體表型差異的重要原因之一。目前也已有多項(xiàng)研究證實(shí)了同卵雙生子間存在明顯的DNA甲基化水平差異。
2. 拷貝數(shù)變異
拷貝數(shù)變異(copynumber variation,CNV)是一種長(zhǎng)度從1 kb到數(shù)Mb的DNA片段拷貝數(shù)變異,主要包括DNA片段的擴(kuò)增、缺失、插入、倒置等。CNV是基因組結(jié)構(gòu)變異的一種重要形式。在人類(lèi)基因組中,發(fā)生 CNV 的區(qū)域約占基因組總長(zhǎng)度的12%。CNV可導(dǎo)致不同程度的基因表達(dá)差異,對(duì)正常表型的構(gòu)成及疾病的發(fā)生發(fā)展具有一定影響。
3. microRNA 表達(dá)
microRNA(miRNA)是一類(lèi)內(nèi)源性的、長(zhǎng)度為 19~ 24個(gè)堿基的非編碼小分子 RNA。miRNA在基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等方面發(fā)揮了重要作用。miRNA表達(dá)檢測(cè)方法十分成熟,由于其不易降解以及表達(dá)具有時(shí)空特異性等特點(diǎn),使得其在法醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用可以應(yīng)用于同卵雙生子識(shí)別。
已有研究證實(shí),miRNA表達(dá)水平在同卵雙生子之間存在差異,這提示了miRNA在同卵雙生子的甄別中具有應(yīng)用價(jià)值。
4. 抗體庫(kù)差異
在脊椎動(dòng)物適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中,個(gè)體在發(fā)育過(guò)程中根據(jù)接觸的不同抗原會(huì)經(jīng)過(guò)基因重組產(chǎn)生不同的抗體,形成自己特異的抗體庫(kù)基因。
盡管理論上認(rèn)為同卵雙生子的基因組一致,但后天的生活環(huán)境必然會(huì)存在差異,也會(huì)由于接觸不同抗原而導(dǎo)致抗體庫(kù)不一致??贵w庫(kù)基因差異被認(rèn)為極有可能成為識(shí)別同卵雙生子的手段之一。
綜上,前期研究發(fā)現(xiàn) DNA 甲基化修飾、CNV、miRNA表達(dá)活性、抗體庫(kù)均在同卵雙生子對(duì)中出現(xiàn)了差異,然而這些研究涉及的雙生子對(duì)大多數(shù)為一方患有疾病,而在健康同卵雙生子對(duì)中開(kāi)展的研究較少。因此,在健康同卵雙生子中的實(shí)驗(yàn)有待進(jìn)一步開(kāi)展,對(duì)這些遺傳標(biāo)記在不同條件下的穩(wěn)定性也有待評(píng)估。
看來(lái)篩選出一種穩(wěn)定的、可區(qū)分同卵雙生子的遺傳標(biāo)記并開(kāi)發(fā)出一套完整便捷的計(jì)算檢測(cè)方法,將成為未來(lái)甄別同卵雙生子的主要任務(wù)之一。
同志還需努力。
參考文獻(xiàn)
徐倩南,李成濤,劉希玲.同卵雙生子甄別研究進(jìn)展[J].法醫(yī)學(xué)雜志,2018,34(6):672-677.