科学家找到主导指纹形成原因

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  本报上海1月7日电（记者任鹏、颜维琦）我们每个人的指纹是如何形成的？一项研究表明，在指纹花纹表型的形成中发挥关键作用的是人类肢体发育相关基因。该成果于北京时间1月7日凌晨以《肢体发育基因构成人类指纹花纹差异的基础》为题发表于2022年第一期《细胞》主刊。

  此项研究由中科院上海营养与健康研究所汪思佳研究员团队、爱丁堡大学Denis Headon教授团队和复旦大学金力院士团队联合国内外十余家科研机构合作完成。研究者们从定位与指纹花纹表型相关的遗传变异入手，面向23000多例个体进行全基因组关联扫描与多群体荟萃分析，从中识别出43个与人类指纹花纹相关的遗传基因座。

  “我们观察到，这些基因显著富集在肢体发育与形成的相关通路，而非皮肤发育相关通路。”团队发现，位于3q26.2区域临近EVI1基因的变异位点与中间三枚手指指纹的复合表型显著相关，这为20世纪初即被发现的“指纹模块现象”（中间三枚手指指纹高度相关）提供了表型组学和遗传学解释。在基于小鼠动物模型和人胚胎组织的实验观察中，团队进一步验证了这一结论：指纹相关基因通过调控肢体发育来影响指纹花纹的形成。

  通过多表型关联分析，该研究还发现指纹花纹与手指长度比例间的紧密相关性，两者共有相同遗传基础。如小指相对越长，掌长相对越短，双手斗型花纹越多；而食指远端指节（指纹形成处）相对越长，斗形花纹则越少。

  “肤纹表型是人体外观表型的重要组成部分，和人体其他表型与疾病都有密切联系。通过这项研究，我们揭示了影响指纹花纹形成的一系列肢体发育相关重要基因，这些基因在人体发育中往往起着‘一因多效’作用。”汪思佳说，沿着这一思路，该项研究为肤纹与人体其他表型与疾病的关联研究提供了重要理论基础，科学界已经发现不同的皮纹表型与先天遗传性疾病之间的关联，如唐氏综合征患者可能会有断掌、足拇趾弓状球纹等特征。

  目前，研究团队正和复旦大学附属儿科医院等医疗机构合作，希望将相关成果尽早运用到新生儿先天性疾病的早期筛查中，实现早诊断、早治疗。

  “这项成果是人类表型组研究的一个经典案例，很好地体现了人类表型组学作为一种新范式，具有创新策源的重大科学意义。”论文共同通讯作者、中科院院士、复旦大学教授金力说，复旦大学正和国内外伙伴一起大力推动人类表型组大科学计划，最终将形成一张由各种强关联组成的“导航图”，为未来的生命健康研究提供指引和方向。