指纹,泛指人手指和手掌部的皮肤花纹。中国是公认的指纹运用发源地,据现有史料记载,指纹的运用始于唐朝,而指纹学作为独立学科,于19世纪在欧洲兴起,英国学者高尔顿的《指纹学》一书中提出了三个影响重大的科学论点:1.指纹终生不变;2.指纹可识别;3.指纹可分类。
在中国,指纹更是被赋予了更加神奇的功能,从「一斗穷,二斗富,三斗四斗卖豆腐,五斗六斗开当铺,七斗八斗坐着走,九斗十斗享清福」这一俗语中可见一斑,换言之,指纹上的「斗」(环型纹路)和「簸箕」(非圆条纹)甚至被认为隐藏着人的命运。
尽管指纹的进化可能是为了帮助抓握以及表面纹理的感知,但目前指纹被广泛用于个人识别,主要是因为指纹图案对每个人来说都是独一无二的,从出生开始就存在,而且不会随着寿命而改变。
通常情况下,指纹图案被分为3种类型:弓型、环型和螺旋型。从发育的角度来讲,妊娠第14周,胎儿手指上已经出现指纹。然而,指纹图案和整个指纹特征是如何形成以及其内在的生物学机制在很大程度上还不清楚,是否有某些基因在其中发挥了主导作用也是未知的。
总的来说,这些发现强调了肢体发育基因在影响指纹图谱结果中的关键作用;同时,也有望为研究通过指纹表型实现特定疾病的早期识别与筛查提供新思路。
主要研究内容
EVI1位点与中间三枚手指指纹的复合表型的关联
Evi1突变改变小鼠皮纹模式
紧接着,他们通过免疫荧光检测了EVI1在人类胚胎发育过程中的表达,发现在妊娠约6周的时候,EVI1在伸出的肢体芽的间质中广泛表达,与此相反,在躯干中低表达或不表达。到妊娠约10周时,EVI1显著表达于手指远端,尤其是掌侧掌垫下,这是后期指纹形成的部位。13周时表达基本消失,仅出现在远节指骨周围。
结语
本研究通讯作者,中科院上海营养与健康研究所汪思佳研究员说到:「人们可能会奇怪我们的团队为什么要研究指纹。其实,我们开始这项工作纯粹是出于好奇。但后来的研究结果发现,指纹模式与肢体生长的基因有关,而肢体生长对胎儿发育至关重要。这是多效性的又一个典型例子,即多种表型相互关联,并受到相同基因的影响。」
论文第一作者,复旦大学人类表型组研究院李金喜博士说:「我们不知道基因是如何形成指纹图案的,但它可以由胚胎组织掌垫上生长的力量来决定,这种胚胎组织在不同指纹图案的形成中起着重要作用。随着胎儿手的生长,手掌和手指会伸展拉长,而正是这些力可以形成指纹上的『斗』和『簸箕』」。
据悉,这项研究是由上海复旦大学领导的国际人类表型组计划的一部分,该项目旨在绘制人类表型性状之间的相互关系,计划建成跨尺度、多维度的人类表型组精密测量平台,可对人体从微观到宏观全尺度的近20类表型进行高精度、高灵敏、高通量测量。接下来,该团队计划进行更加深入的研究,如皮纹图案与疾病的关系以及潜在的生物学机制等。
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