Генетики из Испании установили, что люди с похожими лицами, которые не являются родственниками, могут иметь генетические сходства. Научная работа на эту тему опубликована в в журнале Cell Reports.
Человеческое лицо — одна из наиболее заметных черт нашей индивидуальности. Монозиготные близнецы имеют почти одинаковые черты лица и одинаковую последовательность ДНК, но могут иметь различия в других биометрических параметрах. Развитие интернета, система распознавания лиц и хранилищ данных позволили увеличить количество случаев, когда в интернете находились фотографии людей, похожих друг на друга так, словно они близнецы.
Авторы новой научной работы намеревались установить степень генетической схожести у похожих внешне людей. Для этого группа исследователей из Института изучения лейкемии Хосе Каррераса пригласила 16 пар похожих человек, которые приняли участие в фотосессии канадского фотографа Франсуа Брюнелля, "коллекционирующего" двойников. В результате учёные установили, что люди с похожей внешностью обладают сходствами на уровне ДНК.
На изображении выше вы можете увидеть:
(A) Представление глобального распределения по всему миру 32 похожих пар (n = 64) в исследовании.
(B) 27 параметров лица, по которым Microsoft Oxford Project face API объективно выполняет обнаружение лиц.
(C) Диаграмму Венна, показывающую количество похожих пар, обнаруженных в трёх программах распознавания лиц: MatConvNet, Custom-Net и Microsoft. Цифры внутри полукруга — это пары, которые не были сгруппированы в отдельной программе.
(D) Диаграммы, показывающие несмещённые количественные оценки сходства, сравнивающие каждое программное обеспечение для распознавания лиц (MatConvNet, Custom-Net, Microsoft) для монозиготных близнецов (MZs; синий), похожих пар (LAL; розовый) и случайных не-LAL (красный). 1 соответствует идентичному изображению лица, а 0 соответствует двум совершенно разным фотографиям. «N» указывает количество пар.
(E) Примеры LAL, использованные в этом исследовании.
Учёные взяли у участников исследования образцы слюны для анализа ДНК, проанализировали показатели их физического состояния, состав микрофлоры и уровень активности определённых генов.
Расшифровка
(A) ДНК слюны была получена от 32 участников исследования. ДНК подвергали генотипированию (матрицы Omni5-4 SNP Illumina), метилированию ДНК (матрицы Infinium MethylationEPIC, Illumina) и анализу микробиома (секвенирование 16S Metagenomics, Illumina).
(B) Тепловая карта иерархической генетической кластеризации с начальной загрузкой полногеномных массивов генотипирования SNP в 16 LAL. Кластеризацию генотипов проводили с использованием евклидовых расстояний и кластерного метода Ward.D2. Синие прямоугольники представляют собой 9 несмещенных кластеризованных LAL. 0 — гомозиготные эталонные SNP (зеленый цвет), 1 — гетерозиготные SNP (черный) и 2 — гомозиготные альтернативные SNP (красный).
(C) Блочная диаграмма, показывающая оценки родства между MZ, LAL и случайными не-LAL. Показатели родства колеблются от -0,2 (представляет двух неродственных особей) до 0,5 (представляет дублированные генотипы и MZ). «N» указывает количество пар.
(D) Анализ онтологии генов (GO), выполненный с использованием всех SNP, которые, как было обнаружено, являются общими для всех LAL (19 277 SNP в 3730 генах). Обогащение GO проводилось с использованием пакета EnrichGO R для 3730 генов, 10 наиболее значимых совпадений выделены на графике. Термины GO представлены кружками. Размер и цвет каждого круга представляют количество генов в каждом термине GO и его статистическую значимость соответственно. Серые линии представляют взаимодействие генов, а толщина пропорциональна количеству генов, взаимодействующих в каждом термине GO. Выделены следующие подкатегории GO: Биологический процесс, Клеточный компонент и Молекулярная функция.
Анализ 19 тысяч вариаций в генетической структуре показал, что у девяти из шестнадцати пар "двойников" есть сходства в ДНК. Кроме того, такие параметры, как рост и масса тела, вредные привычки и уровень образованности тоже близки. Но были обнаружены и различия — в частности, в микрофлоре и активности ряда генов. Наибольшее количество различий наблюдалось в микробиоме и эпигеноме добровольцев.
Учёные считают, что это открытие поможет судмедэкспертам воссоздавать внешность подозреваемых по ДНК, а также определять наборы мутаций по снимкам. Искать таким образом дальних родственников вряд ли планируется.
Что ещё интересного есть в блоге Cloud4Y
→ Как открыть сейф с помощью ручки
→ Сделайте Linux похожим на Windows 95
→ Как распечатать цветной механический телевизор на 3D-принтере
→ WD-40: средство, которое может почти всё
→ Изобретатели, о которых забыли
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить очередную статью. Пишем только по делу. А ещё напоминаем про второй сезон нашего сериала ITить-колотить. Его можно посмотреть на YouTube и ВКонтакте.
Комментарии (21)
Muftahov_A
24.08.2022 13:21+9Кто бы мог подумать, что исходный код ДНК связан с внешним обликом....
addewyd
24.08.2022 14:28Никак не могу понять, каким образом в ДНК кодируется внешний облик. Где-то читал, что ДНК определяет последовательность аминокислот в синтезируемом белке.
Где там, например, закодирована форма ушей? А если учесть, что в человеческой всего 3 миллиарда пар оснований (полуторачасовое кино в среднем качестве можно впихнуть), где всё это умещается? А если ещё учесть (тоже где-то читал), что между ДНК человека и шимпанзе всего 5% отличий, то у двух произвольно взятых людей вообще этих отличий должно быть мизерное количество.
Не укладывается.
Извините. Видимо моя личная ДНК ответственна за эту кашу в моей голове…
vassabi
24.08.2022 14:51+6вот тут можно
про это почитать
http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/SCIAM/LEO/LEO.HTM
http://media.biophys.msu.ru/MMB_2013/lecture13.pdf
https://biophilic.blogspot.com/2013/01/how-do-we-get-five-digits.html
http://vmede.org/sait/?id=Biologiya_yarigin_t1_2011&menu=Biologiya_yarigin_t1_2011&page=11
(если последнее слишком длинно - начните с главы "8.2.10.1. Генетический контроль развития")
вкратце: не нужно очень много генов, чтобы задать сложную раскраску шкуры животных или форму лица и ушей.
AlchemistDark
24.08.2022 20:22-1Достаточно обратить внимание, что у людей многие параметры заданы всего одним геном. Например, в норме размер стопы равен длине запястья (от основания кисти до локтя). Или, что у людей с высоким тестостероном при прочих равных больше подбородок. Даже геномы длиной в 300 оснований дают примерно 4^3000 ≈ 4 * 10^1086 сочетаний. А людей на Земле сейчас всего 8 * 10^9.
Ну и на внешность всё-таки влияют не только гены, но и, например, болезни (на рост и цвет глаз), питание и вредные привычки (на рост) и т. п.
Moskus
25.08.2022 05:16Величина подбородка не закодирована непосредственно, она определяется тем, как на запрограммированный рост тканей подбородка влияет тестостерон.
Moskus
25.08.2022 05:14+1Если вам более понятны аналогии из области, скажем, математики, то обратите внимание на то, какие сложные внешне структуры могут быть созданы крайне простыми алгоритмами, например - правилами систем Линденмайера или IFS. В этих случаях, последующие взаимодействия многократно повторяемых частей растущей структуры создают нечто, в чём очень сложно разглядеть принцип внутренней организации, который наблюдателю кажется бесконечно сложным. Тем временем, структура может определяться единицами простейших правил или коэффициентов.
Alex_Mtrskn
26.08.2022 05:41Если объяснить просто, то это кодируется не генами, а тем сколько они активны и когда они включаются/отключаются. А также "мастер" контроллерами (transcription factors, coactivator, corepressor)
0xC0CAC01A
24.08.2022 14:30-1Кстати, как думаете, какими сервисами пользуется Франсуа Брюнелль, чем он ищет похожие лица по фотографии? Именно похожие (или те же) лица, а не похожие фоном фотографии, так что не надо про Яндекс.
sfi0zy
24.08.2022 16:17+1Думаю никакими сервисами он не пользуется, он много лет говорил про все это, и там сейчас сарафанное радио работает лучше любого сервиса. И да, у него на сайте есть страничка с инструкцией о том, как принять участие в проекте:
TO PARTICIPATE
If you know a pair of doubles that can be put together for a photo or if you are one of them you can participate in the I'm not a look-alike! project by writing at the email address below.
The information needed is the following: ...
shadrap
24.08.2022 14:39+4открытие из разряда "в основе сыра лежит молоко"...
Конечно же детерминирование похожих кончиков ушей, носов и тп скорее произойдет на основании похожих генетических и эпигенетических факторов) чего ж еще...? Обоих за уши одинаково таскали!? У нас даже рефересный геном имеется на основании которого нормируются отклонения..
Radisto
24.08.2022 16:46+4Выборка маленькая, и в нее попали люди из популяций с изначально низким генетическим разнообразием. Интересно было бы увидеть то же самое для жителей Африки южнее Сахары.
R7R
24.08.2022 19:54+1Люди с похожими лицами часто имеют генетические сходства
Как говорили мои знакомые девушки, они часто видели меня на улицах в тех местах, где меня никак не могло быть (и были в шоке от этого).
Так я узнал о существовании в городе моего двойника — причем не только по лицу, но и по возрасту.
(какие либо родственники полностью исключаются по исторически-территориальным причинам :)
Много лет спустя я уже не особо удивился, увидев еще одного своего двойника в виде американского полицейского (фото 30-х годов, найдено через Интернет).
(Когда-нибудь я таки соберусь и сделаю анализ ДНК — возможно, мои предки имели интересные истории жизни :)AlchemistDark
24.08.2022 20:26Я с таким даже работал вместе. Сходство было даже не смотря на разницу в возрасте. Но у меня просто внешность такая, что люди обращают внимание не на отдельные черты лица, которые к нас, естественно, были разными.
R7R
24.08.2022 23:36Я с таким даже работал вместе.
Мы с братом учились в одном ВУЗе (с разницей на два курса)
И вот мой товарищ, сидящий рядом со мной на лекции, после начала перемены, срывается с места и пулей летит в туалет.
И кого он видит выходящим из оного? — правильно, меня (в смысле — брата, мы очень похожи).
(Человека чуть кондратий не хватил :)
phenik
25.08.2022 08:09Разный образ жизни может сильно изменить внешний облик близнецов — сравните внешности известных юмористов близнецов. Также верно и обратно — схожий образ жизни может приводить к похожей внешности и поведению не только разных людей, но даже к схожести некоторых черт людей и их домашних питомцев — собак и кошек, в сети полно фото на эту тему) Можно копнуть глубже, что насчет конвергентной эволюции?
oisee
Помню попадался на глаза эпизод документалки о донорстве костного мозга - иногда совместимые доноры и реципиенты встречаются и, по их словам, это было словно увидеть близнеца, или себя в молодости =)
addewyd
А вот ещё… Лично наблюдал, как реципиент костного мозга со временем становится внешне похожим на донора.
Didimus
У Булгакова что-то подобное было
R7R
Я несколько раз отмечал удивительное внешнее сходство собак и их хозяев, хотя генетика тут явно не причем :)
Alex_Mtrskn
Это потому что они обмениваются микробиомом (шутка)