برخی از دادخواهی‌های جنایی در سرتاسر جهان بی‌نتیجه می‌مانند زیرا آزمایش‌های DNA قادر نیستند بین دو فرد مظنونی که دوقلوی همسان (مونوزیگوت) هستند، تمایز قائل شوند. به‌خاطر این موضوع، سال‌ها است دانشمندان در تلاش هستند تا آزمایشی برای حل این مشکل طراحی کنند.

شبی در نوامبر سال ۱۹۹۹، زن ۲۶ ساله‌ای در محوطه‌ی پارکینگی در گرند رپیدز در ایالت میشیگان مورد تجاوز قرار گرفت. ماموران پلیس خواستند که فرد مجرم را از روی DNA موجود در اسپرم او شناسایی کنند اما این اطلاعات با هیچ کدام از افراد موجود در پایگاه داده‌ی آن‌ها همخوانی نداشت. کارآگاهان در صحنه‌ی جنایت هیچ اثر انگشتی پیدا نکردند و هیچ شاهدی هم وجود نداشت. زن نیز که از پشت سر به او حمله شده بود، نتوانست توضیحات مفیدی برای پلیس ارائه دهد. به‌نظر می‌رسید که فرد متجاوز هیچ‌گاه دستگیر نشود.

پنج سال بعد، گشایشی در پرونده ایجاد شد. مردی که به‌خاطر یک جنایت جنسی دیگر در حال گذراندن دوره‌ی مجازات بود، یک نمونه از DNA را به‌همراه درخواست عفو مشروط خود به دادگاه ارائه کرد. این نمونه با DNA پیداشده در صحنه‌ی تجاوز همخوانی داشت ولی باز یک مشکل وجود داشت: فرد متقاضی عفو مشروط دارای یک دوقلوی همسان بود و آزمایش‌های استاندارد DNA نمی‌توانند بین دوقلوهای همسان تمایزی قائل شوند. دادستان‌ها هیچ مدرک دیگری برای اینکه بتوانند یکی از این دو متهم را کنار بگذارند، نداشتند. چون آن‌ها نتوانستند اتهام یکی از دو مرد را ثابت کنند، پرونده همچنان باز ماند.

دانشمندان در سال‌های اخیر تصویر واضح‌تری از نحوه‌ی توسعه‌ی ابتدایی جنین‌های دوقلوهای همسان به‌دست آورده‌اند. در این جنین‌ها که از یک تخمک بارورشده منشا می‌گیرند، بعدا جهش‌های ژنتیکی منحصربه‌فردی اتفاق می‌افتد. پیشرفت‌های جدید در توالی‌یابی DNA، امکان مشخص کردن این جهش‌ها و تشخیص دوقلوهای همسان را مهیا کرده است. این نوع آزمایش می‌تواند به‌خوبی تعیین کند که کدام‌یک از برادران مرتکب تجاوز شده‌اند. درمطالعه‌ای که اخیرا منتشر شده، پژوهشگران نتیجه گرفته‌اند که این تکنیک گزینه‌ی واقع‌بینانه‌ای است که مناسب پرونده‌های جنایی است.

آزمایش DNA برای استفاده در حوزه‌ی جنایی، در دهه‌ی ۱۹۹۰ ارائه شد؛ یعنی سال‌ها قبل از اینکه نخستین ژنوم انسانی توالی‌یابی شود. دانشمندان متوجه شدند که فقط با استفاده از یک قطعه‌ی کوچک ژنوم می‌توانند افراد مختلف را از هم جدا کنند. این بدان علت است که ژنوم ما قطعاتی به نام «توالی‌های تکراری کوتاه» یا STRها دارد که سرعت جهش در آن‌ها نسبت‌به سایر بخش‌های ژنوم بیشتر است و به‌علت این تغییرپذیری سریع، این قطعات در بین افراد مختلف متفاوت هستند. پژوهشگران ۱۳ نوع از این توالی‌ها را شناسایی کرده‌اند که در زمینه‌ی مرتبط کردن افراد با نمونه‌های DNA بسیار کارآمد هستند (یعنی شاخصی از کل ژنوم به‌شمار می‌روند و تفاوت بین افراد را نشان می‌دهند). احتمال شباهت کامل این STRها بین دو فرد غیرخویشاوند کمتر از یک در تریلیون است.

آزمایش DNA تبدیل به یک ابزار قانونی استاندارد برای شناسایی مظنونین جنایی و حل اختلافات والدی (تأیید رابطه والد فرزندی) شده است ولی گاهی نیز در تنگناهایی قرار می‌گیرد. به‌عنوان مثال در سال ۲۰۰۴، هولی ماری آدامز در میسوری در یک دادخواست برای تأیید رابطه‌ی پدر و فرزندی برنده شد. یک آزمایش استاندارد DNA نشان داد که او پدر واقعی است. اما ریمون میلر، طرف دیگر دادخواست، درخواست تجدیدنظر داشت زیرا می‌گفت خانم آدامز با برادر دوقلوی آدامز یعنی ریچارد رابطه‌ی جنسی داشته است. آزمایش DNA نسبت پدری ریچارد را نیز تأیید کرد. فیلیپ گاریسون، قاضی پرونده نوشت: «نتایج آزمایش‌های خون انجام‌شده روی دو برادر نشان می‌دادند که احتمال اینکه هر کدام از آن‌ها پدر آن بچه باشند، برابر ۹۹/۹۹۹ درصد است.»

دادگاه مجبور شد به شواهد دیگری نظیر زمان بارداری آن زن روی آورد تا ثابت کند ریمون میلر پدر واقعی است.

درمواجهه با چنین پرونده‌هایی، کارشناسان ژنتیک در حوزه‌ی جنایی درجهت دستیابی به چیزی تلاش کرده‌اند که زمانی به‌نظر غیرممکن می‌آمد: طراحی آزمایشی که بتواند دوقلوهای همسان را از هم تشخیص دهد. پژوهشگران برای این کار از این واقعیت که دوقلوهای همسان درواقع ازلحاظ ژنتیکی همسان نیستند، استفاده کردند. وقتی یک سلول تخم بارورشده شروع به تقسیم می‌کند، احتمال کمی وجود دارد که در هر سلول جهش جدیدی بروز کند. وقتی این سلول‌ها به دو جنین دوقلو جدا می‌شوند، یکی از آن‌ها برخی از سلول‌های جهش‌یافته و دیگری سایر سلول‌ها را دریافت می‌کند و به این ترتیب، جهش‌های منحصر‌به‌فرد در تمام سلول‌های هرکدام از دوقلوها وجود خواهند داشت.

در اواسط دهه‌ی ۲۰۰۰، دانشمندان دانشگاه هانوور آلمان به‌دنبال درک این موضوع بودند که آیا STRهای جدید می‌توانند فقط در یکی از دوقلوها به‌وجود آیند؟ آن‌ها آزمایشی را برای بررسی هزاران STR توسعه دادند و البته نتیجه‌ای نگرفتند. آزمایش تجربی آن‌ها نتوانست دوقلوهای همسان را از هم جدا کند. مایکل کروزک، ژنتیکدان دانشگاه کیل گفت: «تلاش‌های ما با STRها ساده‌لوحانه بود».

در آن زمان، هزینه‌ توالی‌یابی DNA به‌شدت کاهش پیدا کرد و موجب درنظرگرفتن احتمال دیگری شد: اگر آزمایشی بتواند نه‌تنها STRها بلکه کل ژنوم دوقلوها را بررسی کند، آیا می‌تواند دوقلوها را از هم متمایز کند؟ در سال ۲۰۱۲، پژوهشگران محاسباتی ارائه دادند که نشان می‌داد پاسخ این سؤال مثبت است.

در این رابطه، پژوهشگران این مثال را مطرح کردند: تصور کنید یک دعوی تأیید والدی وجود دارد که پدران دوقلوی همسان هستند. نمونه‌ی خون یا بزاق می‌تواند برای توالی‌یابی ژنوم دوقلوها استفاده شود. در این وضعیت، پژوهشگران می‌توانند به‌دنبال جهش‌هایی که پدر واقعی به فرزندش منتقل کرده است، بگردند.

اما نتایج تجزیه‌و‌تحلیل دانشمندان نشان می‌داد که چنین آزمایشی باید بسیار دقیق و حساس باشد. سلول‌هایی که تبدیل به اسپرم می‌شوند، در اوایل توسعه‌ی جنین از دیگر سلول‌ها جدا می‌شوند و تنها جهش‌های کمی در یک جنین دوقلو قبل از جدایی اتفاق می‌افتد. دامنه‌ی بروز این جهش‌های کلیدی چنان باریک است که درحقیقت گاهی اصلا چیزی اتفاق نخواهد افتاد. پژوهشگران نشان داده‌اند که در ۲۰ درصد از موارد دوقلو، اصلا جهش متمایزکننده‌ای وجود نخواهند داشت. چنین آزمایشی می‌‌تواند دشوار ولی در عین حال، قطعی باشد. فقط یک جهش که توسط چندین تجزیه‌و‌تحلیل تأیید شود، برای ایجاد تمایز بین دوقلوها کافی خواهد بود.

این آزمایش‌ها موجب شد پژوهشگران شرکتی به نام یوروفینز ساینتیفیک در بروکسل سعی کنند این روش را امتحان کنند. آن‌ها یک جفت برادر دوقلو پیدا کردند که داوطلبانه DNA خود و نیز DNA یکی از فرزندان و همسر خود را در اختیار شرکت قرار دادند. پژوهشگران کل ژنوم هر فرد را توالی‌یابی کردند و جهش‌های کافی پیدا کردند تا بتواند پدر را از عمو تشخیص دهند.

گروه یوروفینز ساینتیفیک، این موضوع را در سال ۲۰۱۴ منتشر کردند. به‌زودی اخبار به دیوید دیکین، دستیار وکیلی در بوستون که برای سال‌ها روی پرونده‌ی تجاوز متهمی به نام دوئین مک‌نیر کار می‌کرد، رسید. آقای مک‌نیر مظنون به دو مورد تجاوز در سال ۲۰۰۴ بود. در سال ۲۰۰۷، پلیس از روی ته سیگار آقای مک‌نیر، توانست آزمایش DNA انجام دهد و این DNA با نمونه‌های DNA موجود در هر دو صحنه‌ی جنایت تطابق داشت. اما کارآگاهان متوجه شدند که آقای دوئین مک‌نیر یک برادر دوقلو به نام دوایت مک‌نیر هم دارد. آقای دیکین دستور دادگاه را برای انجام یک آزمایش جدید DNA گرفت با این امید که برادرهای مک‌نیر دوقلوی معمولی باشند (دی زیگوت یا غیرهمسان) والبته چنین نشد. آن‌ها دوقلوی همسان بودند و پژوهشگران نمی‌توانستند ثابت کنند کدام برادر جرایم را مرتکب شده است.

این پرونده تا سال ۲۰۱۰ بی‌نتیجه مانده بود تا اینکه کارآگاهان دومین مجرم هر دو تجاوز، یعنی آنوار توماس را پیدا کردند. توماس موافقت کرد که دوئین مک‌نیر را به‌عنوان متجاوز دیگر شناسایی کند. او دوقلوهای مک‌نیر را از زمان دبیرستان می‌شناخت و می‌گفت مشکلی برای تشخیص آن‌ها ندارد اما آقای دیکین نمی‌توانست در دادگاه ثابت کند که توماس حتما حقیقت را می‌گوید.

در همین حال بود که آقای دیکین درمورد آزمایش یوروفینز شنید. این آزمایش گران بود (۱۳۰ هزار دلار) اما آقای دیکین متقاعد شد که می‌تواند پرونده را خاتمه دهد. او از دادگاه زمان خواست. بعد از سه ماه گروه یوروفینز نتیجه را آماده کردند: نمونه‌های DNA موجود در صحنه‌ی تجاوز با نمونه DNA دوئین همخوانی دارند. آقای دیکین براساس چیزی که نتایج تجریه‌و‌تحلیل نشان می‌داد، به دادگاه گفت احتمال اینکه نمونه DNA مربوط‌به دوئین باشد دو میلیارد بار بیشتر از آن است که نمونه مربوط‌به دوایت باشد. آقای دیکین با این نتایج جدید، آقای مک‌نیر را در سپتامبر ۲۰۱۴ مجددا متهم کرد. وکلای متهم خواستار حذف آزمایش یوروفینز از شواهد شدند. آن‌ها استدلال کردند که این آزمایش بسیار جدید است و مطالعه‌ای روی آن انجام و منتشر نشده است.

لیندا گیلز، قاضی پرونده پس از شنیدن ادله‌ی دو طرف تأیید کرد که اگرچه این آزمایش براساس اصول علمی معتبری انجام شده است اما باید این کار در یک ژورنال معتبر با ذکر جزئیات منتشر یا در آزمایشگاه دیگری تکرار شود. آقای دیکین گفت: «ما شانسی نداشتیم و به نقطه‌ی آغاز برگشتیم».

این تصمیم تنها یک نومیدی برای آقای دیکین نبود. دادستان‌ها در میشیگان نیز استفاده از این تکنیک را برای تمایز بین دوقلوها در پرونده‌ی تجاوز گرند رپیدز درنظر گرفته بودند ولی پس از رای قاضی آن را کنار گذاشتند. این پرونده در بوستون با یک آزمایش DNA معمولی که مظنونین را به دوقلوها محدود می‌کرد و شهادت آقای توماس علیه دوئین ادامه پیدا کرد. آقای دوئین مک‌نیر درنهایت در ژانویه ۲۰۱۸ مجرم شناخته شد و محکوم به ۱۶ سال زندان شد.

بوکارد رولف، مدیر خدمات DNA جنایی در شرکت یوروفینز می‌گوید از زمانی‌که یوروفینز آزمایش اولیه‌ی خود را در سال ۲۰۱۴ منتشر کرد، تنها یک دادگاه دیگر در یک پرونده‌ی دعوی والدی در آلمان از شرکت خواست که ژنوم دوقلوها را آزمایش کند. دکتر رولف و دکتر کروزک و همکارانشان تصمیم گرفته‌اند که یک شرح دقیق ریاضی برای روشی خود بنویسند. مجله‌ی PLOS Genetics مقاله آن‌ها را پذیرفت اما از آن‌ها خواست که از آوردن جزئیات درمورد پرونده‌ی تجاوز مک‌نیر و دعوی والدی در آلمان خودداری کنند. کریس بکر، وکیل بخش کنت‌کانتی در میشیگان گفت که انتشار مقاله گام صحیحی است اما برای اقدام به دستگیری در پرونده‌ی تجاوز گرند رپیدز کافی نیست.

استیون مک کارول، ژنتیکدان مدرسه‌ی پزشکی هاروارد که در این پژوهش مشارکتی نداشته، می‌گوید که یک راه برای ایجاد اعتماد به این روش این است که دقت آن روی تعداد زیادی از دوقلوها نشان داده شود. او گفت:

این واقعا خوب خواهد بود که بدانیم می‌توانیم این نوع تجزیه‌و‌تحلیل را بارها و بارها انجام دهیم و هیچ‌وقت اشتباه نشود.

آقای دیکین، دادستان بوستون خوشبین بود که چنین پژوهشی درنهایت می‌تواند منجر به پذیرش این روش در دادگاه‌ها شود. او گفت:

اگر ۵ یا ۶ آزمایشگاه این کار را انجام دهند و ۴ یا ۵ مورد از آن‌ها نتایج را بازتولید کنند و هیچ نتیجه‌ی منفی دیده نشود، من فکر می‌کنم که می‌توانید این آزمایش را با اطمینان به کار بگیرید.

دکتر کروزک و همکارانش برآورد کرده‌اند که حدود یک درصد از پرونده‌های جنایی و دعاوی والدی ممکن است شامل دوقلوهای همسان باشند. دکتر کروزک می‌گوید:

این چیزی نیست که هر روز و در هر آزمایشگاهی اتفاق بیفتد. اما یک‌بار که مردم از آن آگاه شوند، ممکن است پرونده‌های قدیمی زیادی دوباره مطرح شوند.