人的相貌是由基因決定的嗎?基因?qū)ν饷驳挠绊懹心男?/h1>
2020-08-24 11:06:40
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來源:中華網(wǎng)
相貌主要指的是臉面,即一個(gè)人的臉部特征或臉部形態(tài)。既然相貌是父母給的,那就一定與遺傳有關(guān),因此可以說基因決定相貌,確切地說,是父母的基因決定一個(gè)人的相貌。人的相貌是由基因決定的,未來有可能僅僅通過一個(gè)人的DNA就能推斷其臉型,繪制其肖像。
人與人之間差異的主要表現(xiàn)之一就是每個(gè)人的相貌并不相同。既然相貌是由基因決定的,而且垃圾基因也參與和調(diào)控編碼蛋白的功能基因,因此人的相貌也可能由垃圾基因來調(diào)控。這個(gè)推測(cè)現(xiàn)在在動(dòng)物身上已得到證實(shí),從而也可推論,人的相貌也可能不只是上述5種基因決定,而是由其他一些垃圾基因共同決定的。
人之所以能夠從一顆受精卵不斷成長(zhǎng)為獨(dú)立的個(gè)體,是因?yàn)槲覀兠恳粋€(gè)細(xì)胞中都有來自于同一顆受精卵的23對(duì)46條染色體,承載著約3,000,000,000個(gè)堿基對(duì),其中約1%又控制著人一生健康成長(zhǎng)所需的大約25,000個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。對(duì)不同的人來說,這些基因的作用是相同的,但即便是基因上一個(gè)堿基的變異,也可能會(huì)產(chǎn)生一系列連鎖效應(yīng),并最終導(dǎo)致我們彼此相似而不同。人類復(fù)雜的外貌特征除了受到基因變異的影響外,環(huán)境因素也起著不可忽視的作用。
基因的可遺傳性決定了人的外貌特征也可以遺傳。我們會(huì)看到父母與子女的一些外貌特征極其相似,兄弟姐妹之間也很相像,尤其是同卵雙胞胎,但這些特征相似卻又不完全相同,這便是基因的遺傳效應(yīng)。也正是由于不同,才實(shí)現(xiàn)了用我們自己的3D面部圖像作為個(gè)人密碼這一功能。
經(jīng)過科學(xué)家們堅(jiān)持不懈的研究,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了決定人類頭發(fā)形態(tài)(卷曲),頭發(fā)顏色(紅、金、棕、黑)、眼睛顏色(棕、中間色、藍(lán))、皮膚顏色(白、黃、黑),以及皮膚老化程度等一系列特征的基因。例如,我們 DNA 上的 EDAR 基因決定了我們東亞人生來是不是會(huì)出現(xiàn)頭發(fā)“自來卷”這種情況;決定一個(gè)人頭發(fā)、眼睛和皮膚顏色的基因主要有 HERC2、OCA2、MC1R 等。利用這些基因的突變信息,科學(xué)家成功的開發(fā)了推斷未知個(gè)體頭發(fā)、眼睛和皮膚顏色的軟件HIrisPlex。
永葆青春是一個(gè)亙古不變的話題。研究發(fā)現(xiàn),基因 MC1R 上特殊位點(diǎn)的突變,會(huì)讓一個(gè)人看起來比真實(shí)情況年輕兩三歲,所以如果有人對(duì)你說“你看起來好年輕”,或許就是你的 MC1R 基因發(fā)生了突變,想想真的好幸福啊!除此之外,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人的年齡還與另外一些基因的活性狀態(tài)有關(guān),隨著年齡增長(zhǎng),一些基因逐漸失去活性,而另一些基因的活性逐漸增強(qiáng)。利用這個(gè)特點(diǎn),科學(xué)家又開發(fā)了利用基因的活性狀態(tài)預(yù)測(cè)一個(gè)人年齡的軟件 AgePrediction。未來,如果能夠主動(dòng)控制這些基因的活性,說不定我們真的能夠永葆青春呢!
對(duì)人類外貌特征的精確刻畫在法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。其中一個(gè)著名的案例就是震驚全國(guó)的“甘肅白銀連環(huán)殺人案”,該案件的破獲直接受益于 DNA 遺傳信息的成功比對(duì)和指紋信息的準(zhǔn)確匹配。
另外一個(gè)著名的法醫(yī)學(xué)應(yīng)用是對(duì)英國(guó)金雀花王朝最后一位國(guó)王理查德三世容貌的準(zhǔn)確推斷。在歷史上,該國(guó)王的相貌一直是個(gè)謎團(tuán),傳說他有著棕色的頭發(fā)和藍(lán)色的眼睛,后世流傳著他畫像的多種版本。直到2012年他的遺骸被發(fā)現(xiàn),考古學(xué)家隨后便利用其 DNA 中的基因線索通過 HIrisPlex 系統(tǒng)進(jìn)行了分析,分析結(jié)果顯示這位國(guó)王有一對(duì)藍(lán)色眼睛,幼年時(shí)是金發(fā),成年后或?yàn)榻鸢l(fā)或淺棕色頭發(fā),為確認(rèn)理查德三世的真實(shí)容貌提供了有力支持。
這種新興的分子表型刻畫技術(shù)近年來在法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域快速發(fā)展。雖然距離實(shí)際應(yīng)用仍有距離,但在未來,通過 DNA 信息直接刻畫完整的人體外貌,已經(jīng)不再是遙不可及的事情了。只要獲得個(gè)人基因信息,一個(gè)人的外貌將很快被計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成。犯罪分子只要留下任何包含生物學(xué)特征的信息,比如血液、唾液、精液等,破案就指日可待,犯罪分子將無處可逃!
以遺傳學(xué)研究為例,許多遺傳病都有自己的“外貌癥狀”。通過觀察患者的外貌特征來診斷疾病古已有之,例如著名的“扁鵲見蔡桓公”講的就是這樣一個(gè)故事。但無論對(duì)醫(yī)生還是遺傳學(xué)家來說,這都是最大的挑戰(zhàn)之一。即使是最熟練又擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生,也很難對(duì)每一種遺傳疾病、每個(gè)病人做到精準(zhǔn)預(yù)判,因?yàn)樵谟邢薜臅r(shí)間和空間上,一個(gè)人的反應(yīng)速度有限,不論是醫(yī)生還是遺傳學(xué)家都不可能知道所有的情形。
現(xiàn)在,在面部識(shí)別技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法的幫助下,這樣的情況正在改變。FDNA 公司開發(fā)了一款名叫 Face2Gene 的軟件,用來幫助醫(yī)生和遺傳學(xué)家診斷遺傳疾病,這樣的技術(shù)在美國(guó)已經(jīng)獲得應(yīng)用。美國(guó)特拉華州威明頓 A.I. duPont 醫(yī)院遺傳學(xué)部門主任凱倫·葛利普發(fā)現(xiàn)自己的一名女病人走路蹣跚,高額頭、濃眉、唇腭裂,經(jīng)歷過癲癇,擁有粗糙、卷曲的頭發(fā)。但由于她是位非裔美國(guó)人,這些特征此前幾乎都未引起注意,病人的癥狀也未與葛利普考慮的任何病癥相符合。在得到允許后,葛利普拍了一張她的照片,上傳到 Face2Gene 的圖庫進(jìn)行比對(duì)。結(jié)果顯示這位姑娘患有腦脊髓膜炎綜合癥,并隨后被葛利普醫(yī)生確診。
雖然遺傳病的根源還在于基因變異,但通過 Face2Gene 這類自動(dòng)化的遺傳病診斷軟件,醫(yī)生和遺傳學(xué)家能夠得到初步的病情判斷,并決定是否進(jìn)行更精確的基因診斷,從而使確診的成本大幅降低。除此之外,這種篩查手段還可以節(jié)約時(shí)間。如果能早些診斷出孩子患病,就可以及早得到治療,患上并發(fā)癥的幾率也會(huì)降低,大大減輕病人家庭和社會(huì)負(fù)擔(dān)。
總結(jié)來說,基因決定了我們的生老病死、高矮胖瘦,決定了我們是顏值爆表,還是平平無奇,也為每個(gè)人留下了無法抹去的痕跡,也用其特別的方式督促我們做一個(gè)好人。對(duì)于人類本身的探索,我們還有很長(zhǎng)的路要走,但請(qǐng)相信,我們終將認(rèn)識(shí)到自己是誰,來自哪里,去往何處。
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