基因身份证的设计与应用

基因身份证的设计与应用

一、什么是个体识别生物由四种生物组成，包括核酸（dna和rna）、蛋白质、茶多酚和脂质。DNA（脱氧核糖核酸）是生物体中遗传信息的重要载体。DNA具有稳定性和多态性，DNA的稳定性决定其可以作为遗传物质并遵循孟德尔遗传定律代代相传，DNA的分子多态性造成个体间差异。短串联重复序列（STR,shorttandemrepeat）就是一种特异性遗传标记，它坐落在人类基因组DNA上，是一种具有长度多态性的特殊的DNA序列，STR的核心序列一般是由2个—6个碱基组成，核心序列的重复次数的不同，所以个体间存在差异性。个体识别在专业领域中是指通过遗传学标记系统的分型，对人源性或动物来源的生物学检材进行检验，并且对其个体来源作出肯定或否定的判断。人类荧光标记STR-DNA分型结果可应用于个体识别。STR具有检测方法准确度高、扩增片段大小适中、简便、快速的特点，它已发展成为最主要的个体识别检测标记，应用于各法医学实验室中。基因身份证就是利用法庭科学DNASTR分型技术，选取适当数量的STR基因座进行鉴定、开发而来。二、基因位点的重要性基因，承载着生物体所有的遗传信息，它是一种具有遗传效应的DNA分子片段。与生俱来，始终不变，不会丢失，不会遗忘。血液、毛发、皮肤等所有人体组织或器官中都是含有相同的遗传信息，都是同一套基因在不同位置的不同选择性表达。基因的突变率很低，这就使基因具有高度稳定性。人类的部分基因位点，不仅具有稳定性，且在人群中呈现良好的多态性，这就使这些基因位点的研究具有深远意义的研究价值。制作基因身份证所选取的位点就是来自于这些有遗传标记的高效位点。通常选取在司法鉴定领域常用的20个位点，每个人的基因上都具有这些位点的排列组合的信息，故由此位点信息组成的基因身份证是唯一的。基因身份证在外形上与普通身份证类似，最大的不同就是基因身份证的基本内容里添加了STR基因座位点信息。基因身份证除了具有普通身份证上的必备的信息外，最重要的就是一般具有20对数字表明的基因位点以及DNA指纹防伪条码。采用先进的生物识别技术开发出基因身份证，这种生物识别验证身份的方法，是通过自身验证完成确认，不会依赖于各种人造的额外物品来证明，所以可以绝对维护自身的隐私。三、基因组学研究，基因身份证成功实践早在2001年，中国第一张基因身份证在四川大学的华西法医学院物证教研室研发生产成功。利用基因组学研究手段，层层破解基因与疾病的关系也是热门研究。在中国人群中，Calpain-10基因的多态性与2型糖尿病的产生，存在遗传学层面的关联除了人类可以拥有基因身份证外，动物们也可以拥有“高端的”基因身份证，特别是在保护范围内的珍稀甚至濒危的野生动物们。拥有基因身份证，更有利于人们对它们开展保护工作，并且相关的研究也比较深入。国宝熊猫的基因组微卫星DNA在2001年在四川大学生命科学学院分子生物学实验室被解析成功；2008年，在深圳，世界首张大熊猫基因组序列图谱被中国科学家们绘制完成熊猫基因组序列图的完成，代表着这一物种科研和产业革命性的新开端，科学家们从基因学的角度回答了诸多关于熊猫的未解之谜；在2012年，中科院动物所就联合华大基因等单位，通过基因组学和群体遗传学方法，研究完成了熊猫种群演化史及其适应性的关联，采用科学手段描绘出熊猫完整的演化史轮廓；2017年，四川大学的科学家们又针对不同遗传群系大熊猫线粒体基因组的进化进行了分析基因身份证的研究同样也被广泛应用在中草药领域。中国科学界对中草药基因的研究非常重视，“草药DNA条形码物种鉴定体系”中已获得2016年度国家科技进步二等奖，这标志着中药鉴定学迈进了标准化的基因组鉴定时代。中国医学科学院药用植物研究所已利用基因身份证鉴定技术为中草药建立了基因身份证。基因身份证作为一种快速准确鉴定物种的方法，其在药用植物基原以及药材鉴定中的广泛应用。在基因研究浪潮席卷下，我国多种中草药有了基因身份证，其中就包括青蒿、甘草等。利用SSR分子标记构建名山茶树基因身份证，可实现对24份茶树品种精确鉴定，为名山茶树良种场种质资源鉴定与保护提供了依据基因身份证在中草药防伪及快速鉴别方面作用巨大。中药材的品种、质量、标准以及寻找和扩大药源都离不开中草药的基因身份证。中草药的基因研究获得世界多方的支持，中国中医科学院陈士林团队凭借“多组学技术开展的开创性本草基因组学研究”获得“安捷伦思想领袖奖”。通过基因水平的研究，中草药正在从中国走向世界，在世界人民面前大放光彩。基因水平的科学研究目前已在全世界范围内广泛而深入的开展，基因身份证的拥有者横跨微生物、动物和植物界，拥有一张基因身份证，随着时代的发展，将成为一种必然。四、基因身份证的制作基因身份证的广泛应用同时也引起了人们的思考，会不会泄露个人疾病、健康、天赋等等方面的隐私？关于这个担心，完全可以避免。只有像公安局这样的政府部门才能够全面接触到基因数据库，机构只是参与制作基因身份证。但是要注意一点，选择制作基因身份证，请选择符合检测和校准实验室能力的通用要求的实验室，最好选择正规司法鉴定机构制作基因身份证。制作基因身份证时，只是选取一些在人群中具有高度的保守性和多态性并且与个体识别标志有关的基因信息，而不是一些有关人类遗传疾病或者身高、胖瘦、天赋等的基因，所以不会存在相关隐私暴露的问题。基因身份证具有非常明显的优越性。基因身份证的优越性最直接的表现就是取材简单、制作快捷、成本低廉。选取血痕、口腔上皮细胞或者带毛囊的毛发等人体组织，就可以提取DNA，经过基因分型分析后，即可制作基因身份证，所取检材容易获得，方便快捷。从DNA的提取开始到基因身份证的制作完成，通常几个工作日即可完成，非常便捷和高效。基因身份证的优越性还主要表现在亲子鉴定、生物学全同胞关系鉴定，生物学祖孙关系鉴定等亲缘关系鉴定和血缘族谱的寻找确认等方面。特别要强调的是，基因身份证具有非常重要的作用，可以帮助失散孩子尽快回家，并在一定程度上降低儿童被拐卖的风险。在为公安系统的刑侦工作提供帮助方面上，基因身份证起到了极大的作用。如果人人都有一张基因身份证，犯罪分子将无处可逃。五、基因身份证