Новая компьютерная программа восстанавливает лицо человека по ДНК
22 марта 2014, 09:11, ИА Амител
"Сопоставив пол, геномное происхождение и генотип, можно восстановить очертания лица по некоторым аллелям", — пишут учёные в статье, опубликованной в журнале PLOS Genetics. Они также добавляют, что одновременное моделирование вариаций формы лица в зависимости от пола и геномной родословной наряду с генетическими маркерами в черепно-лицевых генах-кандидатах позволяет исключить из модели общие эффекты, оставив лишь отпечатки индивидуальных генов.
В сущности, комбинируя данные о половой и расовой принадлежности, исследователи узнают, как определённые гены и их вариации влияют на форму лица и его особенности.
"В настоящее время мы используем ДНК для идентификации личности. Но мы можем получить гораздо большее из этих данных. Пока что мы не способны в точности восстановить все внешние признаки индивидуума-донора, но и эта перспектива уже не за горами", — говорит ведущий автор исследования Марк Шрайвер (Mark Shriver), профессор антропологии из университета Пенсильвании.
Изначально учёные сравнили физическую форму и черты лица индивидуумов с его генетическими маркерами, ответственными за эту "информацию". После этого они провели эксперимент, попросив добровольцев посмотреть на лица и определить четыре критерия. Им задавали вопросы:
1. Лицо мужское или женское?
2. Насколько женственное лицо перед вами?
3. Какова доля западно-африканской принадлежности у этого индивидуума?
4. К какой группе вы бы отнесли этого человека — афро-американской, белой, европейско-американской или смешанной?
Для исследования формы лица учёные использовали 592 представителей популяций смешанного типа западно-африканского и европейского происхождения, проживающих в США, Бразилии и Кабо-Верде. При создании модели на трёхмерные изображения их лиц поместили сетку и измерили пространственные координаты 7 тысяч соединённых точек.
Затем при помощи статистических методов учёные определили взаимосвязи между вариациями физических характеристик лиц и разницей в данных о половой принадлежности, геномном происхождении и генах, определяющих форму лица и головы. Например, плоскость носа или ширина скул могла отличаться от среднего показателя.
Для идентификации этих генов исследователи изучили распространённые генетические мутации, провоцирующие деформации черепа и лица. При этом учитывались даже вариации генов в пределах нормы, так как они также могут повлиять на внешний вид черепа. К примеру, один из генов отвечает за форму губ, другой изменяет форму и конфигурацию костей вокруг глаз, а третий влияет на форму центральной части лица.
Сравнивая геномы добровольцев-доноров, Шрайвер и его коллеги определили локации, где ДНК отличались всего на одно основание, называемое однонуклеотидным полиморфизмом (ОНП). Чтобы сузить поиск, они сосредоточились на генах, предположительно связанных с конфигурацией черт лица, к примеру, тех, которые отвечают за форму головы в процессе эмбрионального развития.
Основываясь на данных о половой принадлежности и происхождении, учёные вычисляли статистическую вероятность того, что данный ОНП был вовлечён в определение особенностей лица.
Таким образом были выявлены 24 ОНП на 20 генах, которые в значительной степени отвечали за формы и черты лица.
Компьютерная программа, в дальнейшем разработанная исследователями, используя эти данные, может превратить последовательность ДНК неизвестного человека в трёхмерную модель лица.
"Вероятно, всего 5% генов отвечают за разницу между популяциями. В нашей работе мы использовали представителей разных этнических групп, поскольку они проживают в разных условиях окружающей и социальной среды", — рассказывает Шрайвер. В данный момент он вместе со своей командой ищет больше доноров-добровольцев для определения различных вариаций форм и черт лица, соотносящихся с происхождением и другими факторами.
Как сообщается в пресс-релизе университета Пенсильвании, предметом исследования стали именно лица, поскольку эта самая видимая часть каждого индивидуума. Необходимо учитывать, что такие факторы, как температура, количество осадков и многое другое, влияют на некоторые физические особенности.
Более того, на чертах лица могут сказаться последствия полового отбора, а также расположенность или нерасположенность социума к определённому внешнему виду. Эти изменения передаются от группы к группе, и они могут не иметь никакого отношения к выживаемости, но взаимосвязаны напрямую с выбором полового партнёра и общей борьбой.
Обе эти стороны естественного отбора отражаются на лицах в разных географических зонах по-разному. Поэтому, используя в исследовании индивидуумов смешанного происхождения, можно получить наиболее полные данные о вариациях формы лица.
"Окружающая среда и социальная среда являются основными движущими факторами в изменениях целых наборов генов, определяющих внешний вид человека", — утверждает автор исследования Питер Клэ (Peter Claes) из Исследовательского центра диагностической визуализации в Лёвене, Бельгия.
Добавим, что у разработанной технологии существует масса практических применений. К примеру, по ДНК ребёнка в будущем можно будет восстанавливать портреты родителей. Методика пригодится и в антропологических исследованиях: в скором времени восстановить внешний вид ранних предков Homo sapiens будет намного проще.
И, наконец, самое близкое к повседневной реальности применение технология найдёт в криминалистике. Фотороботы можно будет составлять, основываясь не на свидетельских показаниях (свидетелей преступления может вообще не быть), а на анализе образцов ДНК, оставленных преступниками на телах жертвы или месте ограбления.
По материалам ресурса [ http://www.vesti.ru ]
0
0
0
0
0
0
Комментарии 0