科學家找到主導指紋形成原因

  我們每個人的指紋是如何形成的？一項研究表明，在指紋花紋表型的形成中發揮關鍵作用的是人類肢體發育相關基因。該成果於北京時間1月7日凌晨以《肢體發育基因構成人類指紋花紋差異的基礎》為題發表於2022年第一期《細胞》主刊。
  此項研究由中科院上海營養與健康研究所汪思佳研究員團隊、愛丁堡大學Denis Headon教授團隊和復旦大學金力院士團隊聯合國內外十餘家科研機構合作完成。研究者們從定位與指紋花紋表型相關的遺傳變異入手，面向23000多例個體進行全基因組關聯掃描與多群體薈萃分析，從中識別出43個與人類指紋花紋相關的遺傳基因座。
 「我們觀察到，這些基因顯著富集在肢體發育與形成的相關通路，而非皮膚髮育相關通路。」團隊發現，位於3q26.2區域臨近EVI1基因的變異位點與中間三枚手指指紋的複合表型顯著相關，這為20世紀初即被發現的「指紋模塊現象」（中間三枚手指指紋高度相關）提供了表型組學和遺傳學解釋。在基於小鼠動物模型和人胚胎組織的實驗觀察中，團隊進一步驗證了這一結論：指紋相關基因通過調控肢體發育來影響指紋花紋的形成。
  通過多表型關聯分析，該研究還發現指紋花紋與手指長度比例間的緊密相關性，兩者共有相同遺傳基礎。如小指相對越長，掌長相對越短，雙手鬥型花紋越多；而食指遠端指節（指紋形成處）相對越長，斗形花紋則越少。
 「膚紋表型是人體外觀表型的重要組成部分，和人體其他表型與疾病都有密切聯繫。通過這項研究，我們揭示了影響指紋花紋形成的一系列肢體發育相關重要基因，這些基因在人體發育中往往起著『一因多效』作用。」汪思佳說，沿著這一思路，該項研究為膚紋與人體其他表型與疾病的關聯研究提供了重要理論基礎，科學界已經發現不同的皮紋表型與先天遺傳性疾病之間的關聯，如唐氏綜合征患者可能會有斷掌、足拇趾弓狀球紋等特徵。
  目前，研究團隊正和復旦大學附屬兒科醫院等醫療機構合作，希望將相關成果盡早運用到新生兒先天性疾病的早期篩查中，實現早診斷、早治療。
 「這項成果是人類表型組研究的一個經典案例，很好地體現了人類表型組學作為一種新範式，具有創新策源的重大科學意義。」論文共同通訊作者、中科院院士、復旦大學教授金力說，復旦大學正和國內外夥伴一起大力推動人類表型組大科學計畫，最終將形成一張由各種強關聯組成的「導航圖」，為未來的生命健康研究提供指引和方向。（記者任鵬、顏維琦）