《科技创新与品牌》杂志社科学前沿

神奇DNA

        DNA,世纪的宠儿,很少有什么分子能有这么大的魔力:科学家为之疯狂、艺术家为之灵感涌溢、世界为之震撼……从任何一个角度来说,DNA都无疑是现代科技的一个丰碑!


DNA及其结构的发现

        DNA(Deoxyribonucleic acid的缩写),脱氧核糖核酸又称去氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把他们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播。

        早在19世纪,人们就发现了核苷酸的化学成分。1943年,奥斯瓦德·西奥多·艾弗里证明了DNA携带有遗传信息,并认为DNA可能就是基因。1953年4月25日,两位聪慧的年轻人James Watson和Francis Crick率先在《Nature》上发表文章首次报道了DNA双螺旋结构,为现代医学生物学发展奠定了基础。1957年进一步的研究揭示了DNA制造蛋白质的原理。1962年他们与Frederick Wilkins(结晶了DNA,并通过X-ray证实了double helix)一同获得了诺贝尔医学奖(The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962)。2003年,作为从事医学生物学研究的工作者,都应该为半世纪前发生的一件事而庆祝。它的出现改变了人类对生命的认识,开创了无数新的研究领域,震撼了全世界,这就是DNA双螺旋结构的发现。


DNA鉴定

        DNA分析应用于法医学鉴定是近十年来的事,目前发现的DNA多态位点越来越多,分析技术越来越精巧、简便、快速、经济、实用。世界上有120多个国家和地区已应用DNA分析技术办案,解决刑事(如杀人、强奸)、民事(亲子鉴定)纠纷问题,以及追查尸体身源,包括战争及大型灾难中落难者的个人识别等,个人同一认定接近100%。DNA分析的法医学应用使以往只能检测基因编码的酶或蛋白质水平飞跃到直接检查基因的分子水平,是法学物证检验史上一场重大的革新。
        1985年,Mullis发明了聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR),使DNA的体外复制变成了现实。1988年,Saiki等将耐热DNA聚合酶引入PCR,提高了扩增反应的特异性和效率,简化了操作程序,并实现了DNA扩增的自动化,迅速地推动了PCR的应用和普及。法医物证应用PCR技术扩增人类基因组DNA中高度多态性位点,扩增产物经过片段长度多态性分析或序列多态性分析研究不同个体间DNA分子水平上的差异及其遗传规律,在个人识别、亲子鉴定中发挥了重要作用。继DNA指纹后,PCR被誉为第二代DNA分型技术,短短几年中,PCR技术已在法医物证鉴定中迅速得以推广和应用。

美国“清白计划”

        据5月25日《参考消息》文章《DNA检测解开美国冤案冰山一角》报道,今年7月,因被判谋杀两名儿童而已经服刑19年的拜伦·哈尔西将正式被宣告无罪,这使得通过DNA证据洗刷罪名的美国在押犯人数超过了200人。
        据最先倡导使用DNA分析案情的纽约法律援助机构“清白计划”统计,这意味着自从1989年一名美国在押犯人首次凭DNA证据洗刷罪名以来,又有200桩案件通过DNA被证明是误判。
        第一个凭借DNA证据重获自由的美国在押犯人是戴维·瓦斯克斯,他是个智力有障碍的看门人。1984年,他承认在弗吉尼亚强奸并杀害了一名年轻妇女,被判处35年徒刑。服刑5年后,当时还属于新技术的DNA检测为他洗刷了罪名,他在1989年1月恢复自由。
        从那时起,依靠DNA技术,美国31个州多次出现罪名被推翻的情况,有43起冤案的真正凶手被绳之以法。不过“清白计划”认为,这201桩冤案只是“冰山一角”,因为只有10%的犯罪现场留下了能够进行DNA检测的生物证据。
        “清白计划”的负责人马迪·杰格涅说,该组织正在处理另外250起案件,并在受理数千起当事人提出的重新调查案件的请求。
        今天,人们没有理由不相信生命科学正迎来黄金时代。破解神奇DNA,不仅是为了品味一段传奇历史,也不仅是为了惊叹科学进步的伟力,在更大的意义上,它寄托着人们对于这个黄金时代的憧憬——彻底破解生命奥秘,搞清人类的来历;解密DNA在刑侦中的奇妙本领;澄清各种疾病的病因,实现医学研究从对症下药到根本上预防的转移;活得更健康……