常言道，感情總是始于顏值，陷于才華，忠于人品。顏值，也就是人的面部形態(tài)，這是一種由遺傳、細胞和環(huán)境因素的協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的高度多態(tài)的典型復雜結(jié)構(gòu)。不過，早期發(fā)育過程中胎兒的面部結(jié)構(gòu)往往會融合在一起，那么，后來的發(fā)育過程中我們的面部是如何形成，形態(tài)結(jié)構(gòu)又是如何隨進化而發(fā)生改變的呢？

近日，來自美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員在《Nature Genetics》上發(fā)表了題為Insights into the genetic architecture of the human face的研究成果，使用多變量全基因組關(guān)聯(lián)研究，對8246例個體進行了薈萃分析，從中確定了203個與正常范圍的面部變異相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性（SNP），為了解個體的遺傳如何協(xié)調(diào)塑造復雜的形態(tài)特征提供了一定的見解。

https://doi.org/10.1038/s41588-020-00741-7

為了破譯臉部背后的遺傳信息，研究人員使用了來自英國（n=3566）和美國（n=4680）共8246個參與者的詳細3D面部照片，在其照片上繪制了一個由7160個同源頂點組成的密集網(wǎng)格，然后使用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的面部分割方法將其分為63個片段，利用普氏分析和主成分分析進行每個面部片段中的主要表型變異的捕獲。

對每個面部片段保留的主成分與7417619個SNP進行全基因組關(guān)聯(lián)薈萃分析后，研究人員從中鑒定出了共17612個SNP，其中203個SNP在薈萃分析中所識別的性狀表現(xiàn)出了一致的遺傳效應(yīng)。對這203個全基因組中重要SNP的周圍區(qū)域進行的注釋分析，發(fā)現(xiàn)這些基因座中有許多基因都與顱面部形狀和整體形態(tài)有關(guān)，其中部分SNP會導致唇裂的表型。

參與者薈萃分析的總體結(jié)果

于是研究人員對在這些區(qū)域活躍的細胞類型和發(fā)育時間點進行了評估，發(fā)現(xiàn)圍繞這些SNP的區(qū)域在顱神經(jīng)嵴細胞和顱面組織中的活性增強子較為豐富。而且這些SNP信號與不同的面部表型相關(guān)，其在面部形態(tài)變異的過程中中可能具有協(xié)同作用，例如TBX15-WARS2多峰基因座的變異與前額突出和下巴酒窩的形成有關(guān)。

203個重要SNPs附近的區(qū)域富集了在顱神經(jīng)嵴細胞和胚胎顱面組織中活躍的增強子

除此之外，研究人員還鑒定了89個與面部表型異常相關(guān)的基因座，其中29個為新發(fā)現(xiàn)的基因座。同時發(fā)現(xiàn)了53個全基因組顯著峰的峰位于以前在面部發(fā)育或疾病中未知作用的區(qū)域，這可能代表著面部發(fā)育中先前未知的一些基因和調(diào)控途徑。

TBX15-WARS2多峰基因座

該報告的作者Julie D. White表示：“這項研究不僅可以增進我們對人臉遺傳學的理解，而且還有助于我們更好地了解人類面部先天缺陷的形成因素。如果仔細分析我們的研究結(jié)果，會發(fā)現(xiàn)這些基因和以前與非面部事物有關(guān)的基因有所重疊，例如肢體發(fā)育、器官和骨骼異常。而這并不令人驚訝，因為鑒定出的許多基因在胚胎發(fā)育的早期可能就開始起作用，我們必須做更多的工作來驗證這些關(guān)聯(lián)?！?

參考資料：

[1] https://www.nature.com/articles/s41588-020-00741-7