Nature新闻：DNA重现罪犯的真面目

　　

生物通报道：也许不久的将来，在犯罪现场掉落一根毛发，就相当于留下了凶手的照片。近来发表的两项研究，可利用计算机程序，从DNA样本构建初步的人脸3D模型。这样的技术将有望成为宝贵的破案工具，Nature网站特别对此进行了报道。

通过基因预测眼睛和头发的颜色相对比较简单。但要将复杂的面部结构与基因突变联系起来，就要困难得多。三月二十日PLOS Genetics杂志上就发表了这样一项研究。

宾州大学人类学家Mark Shriver领导研究团队，获得了592名志愿者的高分辨率面部图像，并在此基础上构建3D模型。他们在面部设立了超过7,000个数据点，这些点分别对应着鼻子的扁平程度或者颧骨的宽度等等。

随后作者们比较了志愿者的基因组，在其中寻找单核苷酸多态性SNP。他们主要研究了涉及面部发育的基因，例如在早期胚胎发育中塑造头部的基因，以及那些发生突变会影响面部特征的基因。最终他们发现，20个基因上的24个SNP与面部形态显著相关。他们在此基础上开发的计算机程序，可以利用这些数据将DNA序列转换为3D面部模型。据称，研究团队正在尝试整合更多的志愿者和基因，并将其它特征也列入考虑（例如毛发质地等）。

汉族人

中科院上海生命科学研究所的生物学家唐鲲指出，面部重建比预测皮肤颜色要困难得多。“我们知道，没有哪个基因能够突然让你的鼻子变大或变小，”他说。更为复杂的是，环境因素（例如特定的气候条件）被认为也能影响面部结构。

唐鲲的研究团队也在寻找与面部特征有关的基因，而他们的研究更加细致，每个面部生成三万个数据点。在去年十二月发表的一篇文章中，唐鲲及其同事对1001名汉族人生成了高分辨率的3D图像，并尝试将这些面部图像与其基因组关联起来。研究人员发现了5个SNP（与Shriver团队鉴定的不同）与一些面部特征显著关联。例如，一个涉及腭裂的基因，能够有力预测汉族女性的嘴唇形状。据唐鲲介绍，研究团队正在整合大量不同种族的中国人，研究面部结构是否存在地域差异。

应用难点

Erasmus大学医学中心的法医分子生物学家Manfred Kayser指出，上述3D建模工具日后可能会很有用，但目前应用价值还比较有限。他的研究团队发现，即使是预测身高这种的简单特征，也并不那么容易。

面部预测就更困难了，他补充道。检测所有可能的SNP，需要高质量的DNA，而在法医鉴定中往往难以取得符合要求的样本。（推荐阅读：Science，华人DNA“建筑师”的新成果）

唐鲲简介：

中科院上海生命科学研究院计算生物学研究所研究员

研究方向:人类遗传多样性

研究领域: 我们的研究兴趣主要在于寻找功能性的人类遗传多样性并且了解它们的生物功能及其在进化上的意义。目前我们主要运用两种策略。一种是基于群体遗传学的研究，主要是寻找人类进化过程中发生的正向选择的信号。人类在迁徙进化和社会结构发 展过程中会遇到不同的气候、食物来源、病原等，这些都会对我们的祖先形成自然选择的压力，从而改变那些功能性遗传多 样性的分布构成。这些改变仍然是今天各种表型和疾病在全球分布的重要决定因素。另一种策略是基于基因型和表型之间的 统计关联性的各种方法，包括全基因组关联研究、候选基因关联研究以及混合人群分析等。

相关文献：

1. Claes, P. et al. PLoS Genet. 10, e1004224 (2014).

2. Peng, S. et al. PLoS Comput. Biol. 9, e1003375 (2013).

3. Liu, F. et al. Hum. Genet. http://dx.doi.org/10.1007/s00439-013-1394-0 (2013).

 

生物通编辑：叶予