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前不久,意大利考古学家声称,他们在佛罗伦萨一座女修道院下面找到了可能是达·芬奇名作《蒙娜丽莎》人物原型的头骨,目前正试图提取DNA并重建此人的面容。

众所周知,DNA分子涵盖了生物遗传所需要的几乎所有信息,研究者早已发现头色、肤色、有无雀斑,眼耳口鼻的大小位置都是由基因决定的。但是以目前的技术水平,直接反映面容特征的DNA信息是零碎和不完整的。

令人惊喜的是,科学家将利用统计学手段研究人类的多个基因和面部特征的关系,一张脸将被定位成231个数据,而这231个数据都一样的两张脸是几乎不可能存在的。如此,我们便有望建立DNA信息决定面部特征的模型。

DNA虽然为法医鉴定提供了极大的便利,但是事实上,德国、比利时以及美国的印第安纳州和怀俄明州明确规定了该手段的非法性。毕竟DNA推断仍可能百密一疏,更何况DNA信息的本质涉及个人的隐私问题。

作者:周舟

据英国《每日邮报》5月19日报道,由意大利考古学家希尔瓦诺·文塞提(Silvano Vinceti)教授所领导的团队日前在佛罗伦萨圣厄休拉修道院遗址下面的地窖中挖掘出了一副头骨,目前正试图提取DNA并重建此人的面容。此人的遗体如此受到重视的原因在于她或许就是达·芬奇经典作品《蒙娜丽莎》的模特丽莎·格拉迪尼(Lisa Gherardini)。

如果能够成功提取DNA的话,文塞提教授会将该DNA序列与另两座教堂内的丽莎两个儿子的遗骸DNA进行对比。通过序列比对,研究人员可以确定被挖掘的遗骸的身份,并根据DNA信息重构出《蒙娜丽莎》模特的面部 。

图一:在佛罗伦萨圣厄休拉修道院遗址,意大利考古人员挖掘出了可能是《蒙娜丽莎》人物原型的遗骸。IC 图

文塞提教授是否能够成功,尚是未知之数。但是,如果一个人的DNA真的能够告诉我们他长什么样子,我们的生活将有怎样的变化呢?

试想准妈妈怀孕时,医生从羊水中取出一些婴儿细胞并分析里面的DNA然后告诉孕妇及家属,宝宝以后会长什么样,这对于准爸妈来说,到底是期待还是扫兴呢?

既然还没有出生的胚胎就可以通过DNA信息“透露”日后的长相,那么是否可以通过人工选择出最优良的候选胚胎?届时,DNA信息是造就了一个每个人都完美的社会,还是一个枯燥的社会呢?

要解答这些问题,我们不妨“破解”DNA的密码,了解它是如何影响我们的容貌的。

鱼身上发现“肤色DNA”

侦查员根据DNA信息分析出凶手是黑人而不是白人,而这个决定肤色的基因是在斑马鱼身上首先发现的。

在解释“蒙娜丽莎的微笑”是否可以通过DNA信息重构之前,让我们先了解一下发生在美国的一起利用DNA信息侦破的案件。

1992年8月至2003年3月近12年间,在美国路易斯安那州发生的连环杀人案中有7名女性被害,联系这七起杀人案件的就是凶手在现场留下的DNA。最终,非洲裔美国人德里克·托德·李(Derek Todd Lee)在DNA证据下被送上法庭。

图二: 2003年五月28日,法庭上的德里克·托德·李(Derek Todd Lee)

在法医学中,利用犯罪现场的DNA来辅助确认嫌犯并不是一件新奇的事情,但是在此案中DNA所起的作用不仅限于辅助确认而是在于有效地加速了侦破过程。连环杀人案的多名目击者称凶手是一位白人男子,而DNA证据显示作案的是一位非洲裔美国人。所以此案被认为是凭借DNA这张“看不见的脸”使得罪犯被绳之以法。

那么侦破人员是如何根据DNA信息分析出凶手是黑人而不是白人呢?

众所周知,DNA分子涵盖了生物遗传所需要的几乎所有信息,基因从广义上讲是一段具有独立功能的DNA序列,所以说DNA也能够决定一个人的肤色,大家也许不会惊讶。但是这个看似非常顺其自然的推断,研究人员却是在近期才从分子水平上揭晓,这个结论也才得以应用于DNA和肤色的匹配。

这个决定肤色的基因并不是从人身上,而是在斑马鱼身上首先发现的。斑马鱼是一种通体几乎透明但带有黑色斑马纹状条带的小型常见鱼。宾夕法尼亚州立大学的基思·程(Keith Cheng)教授发现,斑马鱼体内相关基因功能发生异常的时候,黑色的斑马纹变淡从而身体发黄。程教授和他的团队进一步研究发现人体中的这个基因可以改变皮肤表皮细胞中黑色素体的分布,从而从宏观上改变皮肤的颜色。

图三:身有美丽斑纹的斑马鱼

当黑色素体聚集时,皮肤表现为黑色,当分散时,表现为白色;亚洲人的皮肤表皮细胞中的黑色素体的分布聚集程度则居中,所以呈现黄色。在原始人类所生存的非洲这种强日照环境下,皮肤中聚集的黑色素体可以起到“遮阳”的作用以保护皮下的组织。但是当原始人类踏上欧亚大陆之后,聚集的黑色素体使得皮下得到的阳光过于少以至于维生素D无法正常合成,所以在百万年之久的自然选择下,在强日照环境下“功能异常”的基因却在欧亚大陆被选择,成了弱日照地区的“优良品种”。

回到一开始的案例,正是因为这个基因在非洲裔美国人和美国白人中的不同使得案件能够从DNA的信息中获得重要进展。至于非洲裔黑人来到美国之后没有变“白”,那是因为毕竟他们到美国大陆才仅仅几百年,和百万年的自然选择是无法相提并论的。

“蒙娜丽莎”被美化?

通过色素基因的分析,研究团队可能知道发色、肤色,甚至有无雀斑。这样我们便可能知道达·芬奇是否刻意“美化”了他的模特。

最近,在科学界和考古界炒得比较火热的一件事情就是人类的远古近亲——古人类中的尼安德特人的全基因组DNA序列被解密,大家随之而来的好奇就是,尼安德特人到底长什么样呢?

距今大约20万到3万年间,在欧洲大陆和亚洲西部生存的尼安德特人的一缕头发一直被冻存于格陵兰岛。这缕被完整保护的头发丝里涵盖了重要的考古信息——完整的DNA序列 。2006年11月,一组来自各个国家的科学家在《科学》杂志上发表了这个古人类基因组的序列,并作出了分析。

同样是基于色素相关基因的DNA序列,研究者称至少有一部分尼安德特人有红色头发和白色皮肤并且有可能有雀斑。同时研究者还说尼安德特人的男性也有秃顶的可能性。

2008年9月,艺术家和科学家通过各种信息重构了尼安德特人的面容。当然,重构的面容的真实性是不能够过分保证的。不过值得庆幸的是,决定皮肤中色素的颜色和分布的一些基因已经被大量研究并且基本弄清楚功能了。而仅仅通过这些色素基因的分析就可以给我们很多关于面部的信息。

回到“蒙娜丽莎的微笑”,如果研究团队成功地拿到了丽莎·格拉迪尼的DNA,通过色素基因的分析,研究团队将有可能知道她头发的颜色、面部皮肤的颜色,甚至有可能推测她的面部是否有雀斑。那将会是一个很有意思的发现,我们说不定能知道达·芬奇在作画时是否刻意地去“美化”了他的模特。

“蒙娜丽莎”烫鬈发?

《蒙娜丽莎》画像中