王　郁

一個(gè)悶熱的夏日夜晚，突然你的手臂被蚊子叮了一下，面對(duì)腫起的小包。你有沒有產(chǎn)生這樣的后怕：這只蚊子是否攜帶某種病毒?

不遠(yuǎn)的將來，你可以輕而易舉地解決這種疑問。只需把被你打扁的蚊子身上的一部分放到掌上型掃描儀中，幾分鐘之內(nèi)，這個(gè)小機(jī)器就能顯示出有關(guān)這個(gè)蚊子種類的信息，告訴你剛才有沒有攜帶病毒。

這個(gè)特殊的小機(jī)器“閱讀”的就是蚊子體內(nèi)的DNA條碼。

條碼標(biāo)在哪兒？

DNA條形編碼，根據(jù)對(duì)一個(gè)統(tǒng)一的目的基因DNA序列的分析，把分析的結(jié)果儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)里，一旦需要，即可把要分析的物種的目的基因DNA序列與預(yù)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到物種鑒定的目的。

這種新檢測(cè)法將注意力放在線粒體DNA上。與細(xì)胞核的DNA相比，線粒體DNA進(jìn)化得更快。在兩個(gè)種群停止雜交繁殖后，一些特殊的變化將會(huì)在線粒體DNA中積累起來，兩個(gè)種群的該DNA將會(huì)出現(xiàn)差別，因此生物學(xué)工作者就能夠分辨出兩個(gè)很相近的生物是否是不同種。

為了讓條形碼數(shù)據(jù)庫(kù)成為一種經(jīng)濟(jì)有效的工具，目前主要研究在所有生物當(dāng)中都存在的一個(gè)基因——細(xì)胞色素氧化酶Ⅰ（COⅠ，cytochrome oxidase Ⅰ）基因的一部分。這部分DNA序列能夠區(qū)分出物種差異，就像物種的“身份證”編號(hào)。

怎樣比對(duì)？

COⅠ基因的約650個(gè)“字母”構(gòu)成了每一個(gè)物種的DNA條碼。

測(cè)定COⅠ基因也很簡(jiǎn)單，因?yàn)樗挥袔装賯€(gè)“字母”的長(zhǎng)度。這對(duì)于現(xiàn)代測(cè)序儀器而言簡(jiǎn)直易如反掌。而且由于COⅠ基因來自線粒體，它的拷貝數(shù)量更多(因?yàn)橐粋€(gè)細(xì)胞只有一個(gè)細(xì)胞核，卻有許多線粒體)。測(cè)定一次COⅠ基因只需要數(shù)美元的費(fèi)用。測(cè)出一份樣本中的COⅠ基因的序列之后，把它們與已經(jīng)測(cè)定完成的序列相比較，就可以知道該樣本是否屬于某個(gè)已知物種，而不需要利用傳統(tǒng)的分類學(xué)方法進(jìn)行鑒定。

只要把生物體的一小部分——皮、毛發(fā)、葉子等放到DNA條形碼掃描儀里，地球上每種植物和動(dòng)物就能通過快速地分析DNA中的片段加以識(shí)別，就像在商店里掃描儀讀取條形碼那樣。

有何應(yīng)用？

中科院微生物研究所研究員白逢彥博士說：“DNA條形碼技術(shù)的發(fā)展將為生物多樣性的研究提供有力的手段。它既可以用來確定現(xiàn)有物種的不同細(xì)分，也可以用來發(fā)現(xiàn)新的物種。它應(yīng)用十分廣泛，生物安全、疾病檢測(cè)等等都會(huì)需要?！?/p>

試想，就像超市通過條形碼識(shí)別商品一樣，有一天，學(xué)生們可以手持DNA條形碼掃描儀，到森林里去認(rèn)識(shí)每種動(dòng)植物，他們還怎么會(huì)對(duì)科學(xué)沒有興趣呢？

能否精確區(qū)分物種？

DNA條形碼操作的簡(jiǎn)便性和高效性將以我們無法想像的速度加快物種鑒定和進(jìn)化歷史研究的步伐，但國(guó)際上對(duì)其效用的爭(zhēng)論也不少。

持懷疑者認(rèn)為，一個(gè)單個(gè)的基因片斷不能完成這么大的任務(wù)。有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，盡管條形碼能很好地確定出特征已經(jīng)了解得很詳細(xì)的組的樣本，但是當(dāng)它用于發(fā)現(xiàn)新物種時(shí)往往會(huì)出錯(cuò)。他們?nèi)娴姆治鲎C明，單獨(dú)依賴DNA條形碼會(huì)模糊了通過DNA測(cè)序確定的精細(xì)的種的邊界。

白逢彥博士認(rèn)為，DNA條形碼技術(shù)與其他分類學(xué)方法結(jié)合使用，能夠幫助區(qū)別個(gè)體以及加快發(fā)現(xiàn)新種類的速度，“條形碼作為一種初步篩選技術(shù)，能夠達(dá)到快速識(shí)別的目的，但是要最終確定一個(gè)新物種，還需要其他很多縝密的檢測(cè)手段?！?/p>

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DNA條碼鎖定奸商

據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，美國(guó)兩名中學(xué)生施特克爾和斯特勞斯使用脫氧核糖核酸(DNA)條形碼技術(shù)，對(duì)自己采集的魚類樣本檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，紐約市商店銷售和餐館供應(yīng)魚類中約四分之一貼錯(cuò)標(biāo)簽，涉嫌以賤充貴。

這兩位女生檢查60個(gè)海鮮樣本，她們采用DNA條形碼的簡(jiǎn)化基因指紋技術(shù)，觀察紐約人是否真的購(gòu)買到了他們所認(rèn)為的東西。結(jié)果，一塊以奢侈品白色金槍魚名義出售的壽司配料，其實(shí)是莫桑比克的羅非魚，一種非常廉價(jià)的人工飼養(yǎng)魚。被認(rèn)為來自飛魚的魚子其實(shí)來自胡瓜魚（Smelt）。9個(gè)被貼為紅色甲魚的樣本有7個(gè)搞錯(cuò)了，它們有的是大西洋鱈魚，有的是阿卡迪亞鮭魚（Acadian redfish），一種瀕臨滅絕的物種。

這項(xiàng)試驗(yàn)中最感興趣的地方是學(xué)生們很容易就發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，這要?dú)w功于DNA條形碼的使用，它根據(jù)對(duì)一段標(biāo)準(zhǔn)的DNA序列的分析來鑒定物種。

這是學(xué)生首次將DNA條形碼檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在市場(chǎng)領(lǐng)域。古爾弗大學(xué)監(jiān)督樣本分析的漢納說：“DNA條形碼技術(shù)應(yīng)用與許多問題相關(guān)，如食品安全、欺詐和稀有物種保護(hù)等?！?/p>

施特克爾認(rèn)為，這次檢測(cè)的意義很簡(jiǎn)單。她說：“如果你付了金槍魚的錢卻吃到羅非魚，我認(rèn)為你會(huì)想知道這一情況?！?/p>