2021年6月29日
1976年，一名14岁的男孩沿着宾夕法尼亚州东部的利哈伊河散步，发现了一个被砍下的头颅和一个胎儿。男孩跑回家报警。在搜查该地区后，宾夕法尼亚州警方发现一名孕妇的其余身体被分成三个行李箱。根据验尸报告，她被性侵，勒死，颈部近距离中弹。她死后被肢解很可能被扔出80号州际立交桥。
谋杀案发生一个月后，受害者的家人收到一封信，说她和她的男朋友搬到了康涅狄格州，并给孩子取名为路易斯。虽然她的家人怀疑她是否是这封信的作者，但他们相信这对年轻夫妇可能已经搬走了，不想保持联系。
在接下来的44年里，100多名警察试图弄清“贝丝·多伊”(Beth Doe)到底发生了什么。从2007年开始，当局挖出了她的遗体，并尝试使用牙科记录、指纹、面部重建和DNA。2020年11月，研究团队将DNA提取液发送给Othram公司。这是一个配备了专有方法和Illumina的独特法医实验室NovaSeq™6000．他们用这个技术栈建立了贝丝·多伊的全面家谱档案。
与此同时，一个叫小路易斯·科隆的人，想知道他父亲的妹妹伊芙琳出了什么事。自从她15岁之后，就再也没有人听到过她的消息，当时她显然和她的男朋友和孩子搬到了康涅狄格州。路易斯把他的DNA档案上传到多个家谱数据库，希望能和他的姑姑以及失散多年的堂兄重新联系上。
通过这些数据库，调查人员能够联系到路易斯，他碰巧和贝丝·多伊有1700个相同的DNA。厘摩根(cM)是用来测量人与人之间的遗传距离．1700cM的共享DNA属于姨侄关系的平均范围。)
当执法部门联系到路易斯时，他和他的家人解释说，伊芙琳一直和她未出生孩子的父亲路易斯·塞拉住在一起。警方继续进行调查，并根据他们的发现和DNA测试的结果，于2021年3月逮捕了纽约皇后区的公交车司机塞拉。他被拘留不得保释。
一桩44年前的案子怎么能在几周内从悬案到破案?三个字:下一代测序(NGS)。
城墙内
在德克萨斯州休斯顿以北40分钟车程的伍德兰，大卫·米特曼博士建造了一个非常特殊的实验室。这是美国或加拿大第一个也是唯一一个在法医环境中使用基因组测序力量的完全内部私人实验室。该组织的使命是“通过基因组学实现正义”，其理念是将正义民主化，就像过去几年来基因健康检测的普及一样。米特尔曼说:“在任何一个街角，你都可以检测你的DNA，看看你是否有患某种疾病的风险。”“但是你要去哪个街角才能破案呢?”
这是一个遗传学家提出的有趣问题。Mittelman在科学领域的起步是在德克萨斯大学西南基因组学中心的人类基因组计划期间，从事单核苷酸多态性(SNP)阵列技术的早期版本。他帮助建造了大学里的第一台阵列打印机，并最终爱上了DNA测序。密特尔曼继续攻读分子生物物理学博士学位，后来在贝勒医学院人类基因组测序中心师从理查德·吉布斯(Richard Gibbs)。他的研究项目围绕着利用测序更好地了解DNA损伤、修复和基因组编辑。他参与了1000基因组计划(1000 Genomes Project)等研究，并在弗吉尼亚理工学院(Virginia Tech)建立了弗吉尼亚生物信息研究所(Virginia Bioinformatics Institute)。2012年，他成立了一家名为Arpeggi的公司，从Illumina提取原始数据MiSeq™并帮助简化向医生和测序技术的其他最终用户报告基因变异的工作。Arpeggi被Gene by Gene收购，该公司拥有FamilyTree DNA。“因为我一直从事生物医学研究，这是我第一次看到DNA检测的应用完全是娱乐性质的——人们只是想追溯他们的祖先，寻找家庭成员。”正是在FamilyTreeDNA的工作为他未来的冒险埋下了种子。
多年后的2018年，密特尔曼和几位前同事坐下来，问道:“如果今天第一次发明了法医会怎样?考虑到我们现在有像NovaSeq这样强大的平台，它会是什么样子?”
当传统的法医实验室使用DNA测试时，目前的过程是执行一种已经使用了30年的法医测试。“这是一种非常类似于用于人类基因组计划的机器。目前，DNA取证依赖于DNA中的一小部分标记。这是非常有限的。”
据《世界卫生组织》报道，美国每年发现4400具身份不明的尸体全国失踪和身份不明人员系统(NamUs)。无论他们是犯罪的受害者还是因其他原因去世的，这些人中的大多数都没有得到确认，而且每年人类遗骸和失踪人数都在增加。的国家司法研究所称之为“无声的大规模灾难”。
米特尔曼说:“我正试图把这变成一场不那么沉默、更小的灾难。我们想让无名者发出声音，并最终减少这类案件的积压规模。”
他创立的公司汇集了超过25名计算机科学家、数据分析师、研究人员和“像我这样的实验室极客”。奥特拉姆这个名字是他的名字《魔戒》喜欢美国的同事们:“Othram”是守卫和保护米那斯提力斯的城墙的名字。Othram的想法是，通过帮助识别暴力罪犯，确保身份不明和失踪的人能与家人团聚，Othram的技术将为社会做同样的事情。
当Othram与执法机构合作时，任何人都可以向团队提供悬案。有时是侦探或法医，有时是非营利组织或关心社会的公民。只要执法部门在案件中还有剩余的证据，Othram就可以帮助重新审查案件并产生新的线索。很多悬案都是由执法机构直接资助的。其中一些案件，包括许多未侦破的性侵案件，是由司法部的项目资助的，比如“性侵装备计划”(sexual Assault Kit Initiative)。对于那些被遗漏或无法获得资金的案件，Othram将执法人员与私人捐赠者和基金会配对。甚至还有一个众筹网站，DNASolvesOthram通过运营这个网站来利用公众的支持。Othram致力于建立受害者的档案，以便与其他档案进行比较，并找到他们最近的亲属。有时Othram会从a到Z，或“证据到答案”，其他时候他们会简单地建立家谱档案，其他专业人士可以使用它来搜索身份。
深入研究法医数据
CODIS是综合DNA索引系统的缩写，由FBI于1994年创建。它将受害者和可能犯罪的人的DNA档案编入索引，因此，如果他们再次犯罪，理想情况下，他们可以很快被抓住。联邦、州和地方实验室都可以为数据库做出贡献。从成立到今年3月，CODIS已经生产了超过550000的点击率根据FBI的说法，他说。
但并不是所有犯罪的人都在数据库中，如果你是一个不知名的受害者，你几乎肯定不在数据库中。
此外，尽管CODIS存储了近2000万个配置文件，但这些配置文件本身往往不够详细，无法帮助破案。许多配置文件与实际身份没有关联。
最初，CODIS中的DNA图谱仅由8个标记(即短串联重复序列)组成。近30年后的今天，它只剩下20个标记。
问题就在这里。如果来自特定犯罪现场的20个标记与CODIS中已知的人不匹配，它就会一直留在那里，直到一个确定的嫌疑人被抓住，并共享这20个标记。
“如果你是我的兄弟姐妹，我们可能有10个相同的标记，但如果你是我的表兄妹，我们很可能没有任何相同的标记。因此，兄弟姐妹、父母或孩子也必须在CODIS中。伊芙琳·科隆是一名15岁的怀孕少女据称与控制欲极强的男友同居。她为什么会在CODIS?”
CODIS是跟踪重复犯罪和确认身份的强大框架。然而，毫不奇怪，我们的国家DNA数据库帮助识别约1%的身份不明的遗体和15%的性侵犯工具包法证科学系在华盛顿特区。“CODIS是一个重要的工具，但它只是一个工具，”Mittelman解释说。“而仅靠CODIS并不能很好地将受害者与家人联系起来。”
他的实验室研究了数万到数十万个标记。
“NovaSeq 6000使我们能够将Illumina公司带来的力量应用到个性化健康领域，并将其应用到法医领域。”
当然，DNA检测并不总是必要的，但如果没有它，执法部门就必须使用其他方法将调查中的线索联系起来。时间和地理的差异常常造成重大障碍。1966年，一名17岁的女孩在德克萨斯州佩科斯的一家汽车旅馆游泳池溺亡。但她的父母在堪萨斯州报告了她的失踪，她和家人住在一起。当地执法部门开始在堪萨斯州进行调查，但最终此案被搁置了半个世纪。2020年8月，Othram从她的一块骨骼遗骸中提取了DNA，建立了一个家谱档案。然后，在国家失踪和受剥削儿童中心(NCMEC)的支持下，以及一家名为创新法医的公司捐赠的时间，一项家谱搜索产生了调查线索。佩科斯警察局随后跟进线索，最终确认了溺水女孩的身份。他们与她的兄弟姐妹取得了联系，他们现在都70多岁和80多岁了。50多年过去了，这家人仍然没有放弃寻找失踪妹妹的希望。
1994年，一名渔民在湖里发现了另一名男子，但他很可能是在20世纪80年代被谋杀的。“他的身份之所以无法被确认，是因为他失踪、被报告失踪和被发现之间的时间脱节。DNA检测可以穿透这堵墙，帮助连接被时间和地理距离隔开的事件。”
Othram用DNA填补了空白，实验室只有不到20个人类细胞(甚至不到五分之一纳克)。
Mittelman解释说:“取证数据的数量总是很低。“总是很吵。”挑战在于将小的、降解的和损坏的DNA片段拼凑在一起，并经常在混合物中对所有不同的DNA进行排序。“测序器非常非常，非常敏感。他们会对你的DNA、攻击你的人、法医证据上不可避免的细菌，甚至可能出现在现场的动物进行测序。”在医学和消费基因组学中，样本将来自目前活着的单个人的血液或唾液，而法医DNA可能来自旧的骨头碎片、腐烂的组织切片或地毯上干燥的污渍。“挑战在于你如何利用这些多样的、异质的输入，其中许多从未被测序过，并从中建立一个档案——一个可以与使用活人的新鲜DNA样本建立的档案进行比较的档案。”
Othram开发了一种从骨头中提取DNA的专利方法，尽可能多地将人类DNA从非人类DNA中分离出来。
“当你检测DNA时，DNA会被消耗和破坏。如果测试失败，你就拿不回DNA。你不会有太多机会去糟蹋那个DNA。通常你只有一次机会。你也不希望成为一家只消耗证据，却什么都不产生的公司。”因此，Othram通过大量的研发和模拟案例不断完善流程，并在接手每个案例之前评估每个案例，优先考虑与他们以前解决过的案例相似的案例。
调查的费用
调查可能需要几十年的时间，费用可能高达数十万美元。从法医素描、同位素分析、面部重建到执法时间和交通费用，这些成本会迅速增加。
米特尔曼解释说:“有很多钱被指定用于调查，但可悲的是，他们已经花了这些钱。”“这是一笔沉没的成本。”他指出，在Othram，一个涉及单源DNA的典型案件花费约5000美元，与其他调查费用相比，这是相对较少的。“光是挖出尸体的费用就会是这个数字的四倍。”Mittelman说从证据到达Othram家门口到建立档案需要12周的时间。为了降低成本，他们不急于求成。“NovaSeq就像一架飞机，如果飞机上有很多乘客，你可以一直驾驶飞机。随着我们规模的扩大，周转时间可以更快。尽管如此，将12周与人们等待答案的几十年相比，还是值得一看的。想想一个警探要花多少时间。 Often, $5,000 is barely enough for a detective’s salary for a month.”
大多数受害者的家属都愿意支付测序费用——除非他们还不知道那具尸体就是他们等待消息的人。
“DNA就在那里。”
今天，NCMEC正在试图确认大约700具未成年人的尸体。目前的目标是在证据进一步退化之前对它们进行排序。
密特尔曼将其比作数字化的卡式磁带，随着时间的推移，卡式磁带可能会起皱、划痕或磨损。如果您可以将它们转换为MP3，那么数据就不会恶化。如果米特尔曼能够建立一个数字化法医证据库，那么任何案件都可以在某人最终将注意力集中到它上面时得到解决，或者失散已久的亲属将他们的资料上传到公共数据库中，或者其他某种线索出现时得到解决。
这是一项雄心勃勃的努力，没有明显的冠军。但密特尔曼和他的团队知道，那些家庭就在那里，默默承受着痛苦。他说:“在CODIS之后放弃或者使用一些不充分的方法——没有使用所有可以使用的数据——感觉很糟糕。”“这不是一个研究项目。每一个案件的另一端都有人类。”
“非医学测序可以带来惊人的好处。”
即使一个人失踪了一天，这对家人来说也是最糟糕的悬念。不仅这些家庭已经等了几十年，更老的病例也越来越紧迫，因为亲属开始去世。
“一般人听说有人淹死了。世界在前进，但家庭不会。”虽然最大的解脱来自于死者的亲属，但也有很多人找到了宽恕或某种程度上的解脱，这要感谢排序。嫌疑人或相关人员从未受到指控，但几十年来一直笼罩在怀疑的阴云之下，他们的名字得到了澄清。“这显然是有意义的被排除在外但对他们来说更有意义的是找出谁犯了罪。想象一下，找到合适的人会减轻多大的负担。”最后，密特尔曼遇到的警官在第一次遇到令人难以置信的创伤证据几十年后找到了了结。
密特尔曼的任务是继续保存证据，寻找答案，重新联系家人。“我有五个孩子，”他说。“我喜欢孩子，我希望有人为他们而战。”
密特尔曼认为，这个国家的每个法医实验室都应该进行测序。在那之前，他和他的团队将继续建造这些剖面，并继续加固城墙。
阅读更多解决的情况下从Othram。
你如何帮忙?
资助一个案例。DNASolves利用众筹来破案。向你所在的地理区域或激起你兴趣的案例捐款。
贡献你的DNA。如果你是4000万消费者基因公司测试过的人之一，你可以把你的数据集捐赠给DNASolves．如果你是一个身份不明的人的远房亲戚，这就能帮助调查人员。
