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遗骸DNA检测技术助力构建国家英魂DNA数据库
复旦大学李辉团队研究成果登《人类遗传学杂志》

作者:何叶发布时间:2019-08-14

1945年,在抗日战争末期的山西平遥,两位年轻的红军英雄在与侵略者的战斗中不幸牺牲。在当时局势尚未安稳的情况下,两位烈士只得暂时安葬于当地的丰盛村后山。

不久以后,其中一位烈士由其家人接回了故乡。另一位烈士则继续默默守护着这座他为之献出生命的小山村,同时也等待着家人的到来。然而,战乱时期分离的家庭,可能彼此之间所隔山海,更遑论阴阳相隔——这一等,就是72年。2019年4月,清明前夕,复旦大学李辉团队利用DNA鉴定技术,还原了烈士的真实身份——他是平遥遭遇战中牺牲的原八路军总部某团政委邹开胜。邹开胜的女儿今年已经73岁,得知鉴定结果时她不禁落泪,三代人几十年的找寻,终于得偿所愿。

大半个世纪过去,烈士英魂终于以回归故里,除了家人的不懈努力,复旦大学生命科学院李辉团队研发的“针对陈年遗骸的DNA检测技术”是破解难题的关键。该技术也是“国家英魂数据库”的核心技术。国家英魂DNA数据库的目标是获取所有为国牺牲的英魂的DNA信息,为他们鉴别身份,寻找在世的亲人,立体还原他们的形象。

就在本月初,相关学术成果以《国家英魂DNA数据库——英魂回乡的指路明灯》为题,正式发表于国际学术期刊《人类遗传学杂志》,获得了国内学术界、公益界等群体的广泛关注。该研究论文第一作者为复旦大学科技考古研究院青年副研究员文少卿,复旦大学为第一完成和通讯单位。合作单位包括西北大学、郑州大学、中科院昆明动物所、中国政法大学、吉林大学、中国科学院北京基因组研究所、中国科学技术大学。

优化提取方案,提高烈士遗骸DNA提取成功率

DNA是承载信息的关键遗传物质,它几乎存在于身体的每一处,因此即使是已经化为枯骨的遗骸亦能帮助人们了解逝者的真实身份。烈士遗骸几乎都已经在野外暴露了70年以上,文字记录匮乏、体表特征缺失的情况十分普遍,传统方法难以发挥作用,DNA检测技术也就成为了鉴定这类遗骸(陈旧遗骸)身份的主要手段。

DNA检测首先需要从遗骸中获取足量的DNA。然而烈士遗骸受环境影响时间长、程度深、情况复杂,生命科学、法医学从业者常用的DNA提取方法在提取陈旧遗骸DNA时不甚理想。此外,在遗骸的发掘过程中,样本极有可能被采样人员的触摸、飞唾,以及自然环境中的微生物等所污染,遗骸样本容易遭受的各种污染增加了提取DNA的难度。

作为人类学和遗传学领域的专业团队,李辉团队有着丰富的古代遗骸DNA提取经验。针对烈士遗骸的特点和难点,李辉团队优化了既有的遗骸DNA提取方案,同时在各个环节严控污染,成功地提取到了相对完整、干净的人源DNA。

定制检测方案,提高烈士遗骸亲缘关系鉴定正确率

获取足量DNA只是成功的第一步。要确定英魂身份,需要将其DNA进行检测,将DNA上的信息转化为可解读的数据,然后与其疑似亲人DNA数据进行比对后,才能得出结论。因此,遗骸DNA数据的质量必须要过关,但这是个不小的难题。

首先,传统的DNA检测技术并不适用于陈旧遗骸DNA鉴定。主要原因是该类遗骸DNA含量很低,并且碎片化程度很高,如果使用传统方法,极有可能造成样本的过度损耗却又一无所获。

其次,即使有了足够多的DNA数据,目前常用的数据分析方法对于东亚人群并不完全适用,有着较高的错误率。如此一来,即使有疑似亲人想要与遗骸DNA数据进行比对,也未必能够得到可信的亲缘关系判定结果。

为了攻克这两个难点,李辉团队基于第二代DNA测序技术,开发了针对东亚人群高灵敏度、高准确率的DNA检测技术方案,该技术方案所需求的DNA量较少,同时能够分层次地解决多个问题,包括检测母系遗传谱系以及性别,检测父系遗传谱系,检测细分的东亚人群类型(例如可区分中日韩人群),以及检测复杂亲缘关系,主要用于英魂DNA数据与各种疑似亲人之间的关系鉴定。

烈士遗骸DNA鉴定,助英魂回归故里

李辉团队研发的针对陈旧遗骸的DNA鉴定技术,目前主要应用于抗日战争中烈士遗骸的DNA鉴定工作。在这场战争中,中国付出了3500万人伤亡的巨大代价。近年来,中国政府和民间组织在搜寻、收殓和识别烈士遗骸方面付出了巨大努力,其中,阵亡士兵的身份鉴定是重中之重,但这一任务困难重重。

抗日战争结束距今已有七十余年,人脸识别、指纹图谱、牙齿形态及咬痕鉴定等法医学传统的个体识别方法已经难堪大任,DNA检测技术成为鉴定遗骸身份的唯一方法。李辉团队对遗骸DNA检测技术的针对性改进,进一步排除了时间、环境等因素的影响,使它真正成为了英魂回家路上的明灯。

以邹开胜烈士的DNA鉴定过程为例,李辉团队成员首先将邹开胜家族中一个男性后代的Y染色体数据与遗骸样本数据进行初步对比,得出了该男子可能为邹家男性的初步结论。团队又进一步根据邹开胜女儿的常染色体数据,最终确定了遗骸样本与她的父女关系,圆了三代人与邹开胜“团聚”的梦想。应用遗骸DNA检测技术,团队成员计划完成对2015-2018年间收殓的8个遗址中572具烈士遗骸的DNA检测工作。截至目前,已对7个遗址的共计331位士兵遗骸进行了DNA检测,静待烈士家人接英魂回家。

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