Когда я писал о художнице Хизер Дьюи-Хагборг, которая брала образцы ДНК с улицы и превращала их в напечатанные на 3D-принтере портреты, мне пришлось сказать другу, что портреты художницы - это лишь приблизительные оценки люди, у которых была извлечена ДНК. Технология, как я сказал, была не совсем на том уровне, чтобы можно было взять образец ДНК и воссоздать с точностью полное изображение лица этого человека. Но это не значит, что исследователи не пытаются. Команда из Penn State только что опубликовала статью, в которой продвигается вперед к экстраполяции всего человеческого лица из образца ДНК.
Исследователи начинают изучать фенотипы, выраженные в аллелях генов, посредством секвенирования ДНК, в настоящее время уделяя особое внимание характеристикам, связанным со спектром расовых и половых категорий. На данный момент команде удалось изучить части генов, связанных с определением формы лица и головы, и связать их с социально определенными полами или расами, уделяя особое внимание мужчинам и женщинам со смесью западноафриканского и европейского происхождения из США, Бразилии. и Кабо-Верде. Исследователи объясняют в своей статье: «Совместное моделирование пола, геномного происхождения и генотипа позволяет выявить независимые эффекты конкретных аллелей на черты лица… Путем одновременного моделирования вариаций формы лица в зависимости от пола и геномного происхождения наряду с генетическими маркерами в черепно-лицевые гены-кандидаты, эффекты пола и происхождения могут быть удалены из модели, что дает возможность извлекать эффекты отдельных генов.”
Другими словами, команда может создавать 3D-модели, представляющие различные черты лица, которые тесно связаны с генетическими маркерами. Они использовали статистические методы, связывающие форму лица с влиянием пола, геномного происхождения и самих генов, чтобы определить, как будут формироваться 3D-модели. Такие гены были определены на основе знания о том, что одни гены вызывают изменения в губах, в то время как другие вызывают изменения в форме костей вокруг глаз, а третьи влияют на форму средней части лица и черепа. После создания моделей они подтвердили свои социальные характеристики - мужские или женские; Черный африканец или афроамериканец; Белый, европейский или европейско-американский; или смешанный - показывая лица группе участников, которые классифицировали лица в соответствии с социальными категориями, ожидаемыми исследователями штата Пенсильвания.
Марк Д. Шрайвер, профессор антропологии в университете, объяснил причины выбора популяций, которые было выбрано для исследования: «Вероятно, только 5 процентов генов показывают различия между популяциями. Мы используем разные популяции, потому что у них была разная среда и разная социальная среда. Такие гены подвергались воздействию на протяжении истории человечества благодаря естественному и половому отбору. Например, климат, высота над уровнем моря и другие факторы природной среды привели к тому, что у некоторых популяций развились некоторые черты лица, в то время как половой отбор привел к сохранению определенных половых признаков с течением времени. Питер Клас, первый автор статьи группы и эксперт по морфометрии с докторской степенью в Исследовательском центре KU Leuven в Бельгии, объясняет: «Окружающая среда и социальная среда являются основными движущими факторами в изменении целого набора генов, которые определяют то, как человек выглядит.”
Связывая гены, обнаруженные в ДНК, с физическими характеристиками, выраженными этими генами, а затем моделируя их в 3D, исследователи смогут однажды точно изобразить носителя образца ДНК. Шрайвер говорит: «Мы используем ДНК, чтобы сопоставить человека или идентифицировать человека, но вы можете получить гораздо больше от ДНК. В настоящее время мы не можем перейти от ДНК к лицу или от лица к ДНК, но это должно быть возможно. «Хотя в настоящее время возможно 3D-печатать части тела человека с помощью данных компьютерной томографии, это исследование откроет совершенно новый набор возможностей. Поклонники ночных мыльных опер, естественно, представят эпизод CSI, в котором детективы создают 3D-печатный снимок из улик ДНК. Посетителям музея покажется, что идея распечатать на 3D-принтере модель на основе ДНК австралопитека и разместить ее в Смитсоновском институте не кажется надуманной. И как только мы доведем до совершенства 3D-биопечать, «Парк Юрского периода» начнётся!