里程碑技术：甲基化分析解决法医难题

　　

生物通报道：电视剧和电影总是喜欢在“邪恶双生子（Evil Twin）”上大做文章。的确，外形和DNA都高度相似的两个人是很难分辨的。而且这并不完全是编剧们“脑洞大开”的结果，在美国波士顿就有一个这样的强奸案，相关机构花十万美金进行二代测序才排除了嫌犯双胞胎兄弟的嫌疑。

双胞胎来自于同一个受精卵，他们的DNA序列在理论上是完全相同的。不过DNA复制会出现错误，个体发育过程中也会出现其他突变。“如果鉴定了双胞胎之间的突变差异，就可以在犯罪现场的样本中寻找相应的突变，”英国Huddersfield大学的Graham A. Williams说。不过通过全基因组测序来分辨双胞胎，成本是相当高的。

DNA甲基化是一种重要的表观遗传学改变，会受到环境因素的影响。Williams及其同事利用这一点，开发了在同卵双胞胎中检测DNA甲基化差异的方法。相关论文发表在近期的Analytical Biochemistry杂志上。

这个方法将重亚硫酸盐处理（将未甲基化的胞嘧啶转变为尿嘧啶）与高分辨率熔解曲线分析（HRMA）结合起来，成本低而且速度快。在重亚硫酸盐处理之后进行PCR扩增，可以将三个氢键的GC转变为两个氢键的AT，减少双链DNA的结合强度。（延伸阅读：Nature新闻：DNA重现罪犯的真面目）

“HRMA逐渐升高DNA的温度直到氢键断裂，达到熔解温度。DNA中的氢键越多，熔解温度就越高，”Williams解释道。“DNA序列的甲基化水平不同，两个样本的熔解温度也不同，我们可以在此基础上分辨同卵双胞胎。”

Williams及其同事在五对同卵双胞胎中进行了测试，通过口腔拭子收集了他们的DNA样本。研究显示，Alu-E2F3基因座的熔解曲线可以区分所有双胞胎，而Alu-SP基因座的熔解曲线只能分辨四对同卵双胞胎。这说明基因座的选择是进行有效分析的关键。研究人员还发现，年纪最大的一对双胞胎，熔解温度的差异也最大。

随着时间的推移环境能够影响DNA甲基化，这是整个研究的基础。但如果需要比较多年前收集的样本与现在的样本，甲基化分析就会遇到障碍，难以用于过去的案件。值得注意的是，同一个人的不同体液有着不一样的DNA甲基化模式，需要比较同样来源的体液。

尽管还存在一定的局限，HRMA代表着法医学的一个重要里程碑。“这是一个实质性的进展，人们通过价格低廉的快速检测就可以在法医鉴定时区分同卵双胞胎，”Williams说。

 

生物通编辑：叶予

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