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世界上另一个你?长得相似的人可能有相似的DNA
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你有没有遇到一个和你非亲非故,但长相十分相似的人?随着互联网的发展和世界各地人们照片交换的可能性增加,越来越多的人发现没有血缘关系的陌生人与自己长相相似。一些网络黑科技,甚至可以通过扫描照片,在互联网上找到与你面部相似度极高的“另一个你”,或者告诉你与哪一位明星长相更为相近。
近日,西班牙巴塞罗那何塞·卡雷拉斯白血病研究所的研究团队在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports上发表了题为“Look-alike humans identified by facial recognition algorithms show genetic similarities”的文章,这一研究揭示了人群中面部高度相似与共有基因变异有关。该研究同时被选为Cell Reports当期封面。
研究团队利用32对长相极其相似却无任何血缘关系的“双胞胎”照片,通过三种不同的面部识别算法,发现具有相似面孔的人也具有相似的基因型,同时身高、体重、生活方式和日常行为也会相似,但其表观基因组和微生物组存在差异。以上结果不仅提供了面部特征的遗传学信息,而且还可能对建立其他人体测量学特性具有重要作用。
“我们的研究显示,长相极其相似的人拥有共同的基因型,但在表观基因组和微生物组水平上不一致。这为人类外表相似性提供了新见解。”论文通讯作者、西班牙巴塞罗那何塞·卡雷拉斯白血病研究所的Manel Esteller说,“基因组学把他们聚在一起,其余的则把他们分开。”
为了做到这一点,他们从François Brunelle的摄影作品中招募了参与者,这位加拿大艺术家自1999年以来一直在全球范围内拍摄照片。研究人员获得了32对相似者的大头照。研究人员使用3种不同的面部识别算法确定了这些人相似度的客观衡量标准。所有参与者都完成了一份全面的生物特征和生活方式问卷,并提供唾液DNA用于多组学分析。Esteller说:“这组独特的样本使我们能够研究基因组学、表观遗传学和微生物学如何促进人类相似性。”
图1
研究团队使用数百万张面部图像对模型进行训练,包括姿势、发型、表情、年龄和配饰的差异,阳性对照来自圣母大学双胞胎数据库的同卵双胞胎照片。结果显示,32对相似头像中有16对(50%)被三个面部识别系统同时匹配,其相似性分数与从同卵双胞胎中获得的相似性分数一致(图1)。接下来,研究团队进一步分析了这16对参与者,他们中间有13对具有欧洲血统,1对西班牙裔,1对东亚裔和1对中南亚裔。基因组分析结果显示,在16对参与者中有9对(56.2%)在无监督聚类分析中聚类在一起,这9对参与者被认为是“超相似”。根据DNA甲基化模式和SNP基因分型,16对相似配对中只有一对(6.25%)聚类在一起,表明长相相似的人的表观基因组是不同的。
总的来说,结果显示这些个体具有相似的基因型,但在DNA甲基化和微生物群落方面存在差异。遗传分析显示,基于19277个常见的单核苷酸多态性,16对相似者中有9对具有基因聚合特性。此外,长相相似的人的身体特征,如体重和身高,以及行为特征,如吸烟和受教育程度都是相似的。综上所述,这些结果表明,共享的基因变异不仅与相似的外貌有关,还可能影响习惯和行为。
图2. 相似人类配对的基因组特征。
“该研究为分析潜在影响人脸构造的分子特征提供了独特见解。”Esteller说,“这些相同的决定因素与构成人类的身体和行为属性相关。”
该研究也包含一些局限性,例如样本量小、使用2D黑白图像,以及欧洲参与者较多等。尽管如此,研究人员表示,这些发现可能为生物医学、进化和法医等领域的相关应用提供分子基础。
“这些结果将在法医学上有前景,例如用DNA重建罪犯的面部,以及在基因诊断方面也可能有应用。”Esteller说,“通过协作,最终将能根据个人的多组学景观预测人类面部结构。”
相关论文信息
论文原文刊载于CellPress细胞出版社旗下期刊Cell Reports上,点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文
▌论文标题:
Look-alike humans identified by facial recognition algorithms show genetic similarities
▌论文网址:
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)01075-0
▌DOI:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111257
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