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2023-01-31
長得像的人DNA也相似，這事兒有科學(xué)實錘了
更新時間：2022-09-05 20:05:20作者：佚名
詹士 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
「誒，你跟我前女友長得挺像，我差點認(rèn)錯」
男生搭訕女孩，總有人用這種爛俗套近乎招數(shù)，整得大家仿佛很熟，仿佛很有緣分（手動狗頭）。
當(dāng)然，不止現(xiàn)實搭訕，長得像「異父異母親兄弟姐妹」這件事，從來是網(wǎng)上玩梗打趣的熱門話題…
比如，林東臨和郭俊杰…
不光你我關(guān)心，這事兒被科學(xué)家拿來當(dāng)成了研究問題，還有了結(jié)論：
相似長相的人確實「有緣」，他們可能有相似DNA。
最新一份發(fā)表在Cell子刊的文章顯示，面部相似的人共享著相同基因序列。
這結(jié)論他們怎么得出的？靠譜么？
一起來看看。
請機器來找「異父異母的親兄弟」
首先要找一堆長相幾乎一模一樣的人作樣本。面對全球70億茫茫人海，怎么找是個問題。
科學(xué)家找到了加拿大藝術(shù)家弗朗索瓦布魯內(nèi)爾 (Fran?ois Brunelle)。從1999年，這位藝術(shù)家就在全球收集相似人相。
靠著「找對門路」，科學(xué)家獲取了32對長相酷似的樣本，并請參與者提供了詳細(xì)的生物特征、所在地及生活方式問卷。
為保證臉部比對更客觀，科學(xué)家找來三種算法/模型，共同「拆解」臉部細(xì)節(jié)，判斷相似度。
其中包括了——
（1）自定義深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Custom-Net，一種來自AI公司Herta，主用于監(jiān)控領(lǐng)域的CNN模型；
（2）應(yīng)用在Matlab上，常用于面部分類任務(wù)的MatConvNet；
（3）來自微軟Azure的Microsoft Oxford Project人臉API，常用于面部分析；
這些模型內(nèi)置數(shù)百萬參數(shù)，且歷經(jīng)上千主題下的數(shù)百萬張面部圖像訓(xùn)（折）練（磨），能識別姿勢、發(fā)型、表情、年齡、配飾等諸多特征，對相似圖像，模型將給出從0到1的一個相似度區(qū)間。
如果機器們?nèi)健笗彙挂恢屡袛鄻O為相似，那科學(xué)家就會將樣本作為重點研究對象。最終在32對樣本中，有16對被三方認(rèn)可。
之后是DNA比對環(huán)節(jié)。
科學(xué)家利用一種名為單核苷酸多態(tài)性 （SNP） 的基因特征，比對各組長相高度相似人的唾液內(nèi)DNA樣本。
此后，再通過無監(jiān)督聚類熱圖檢測，讓機器判斷每對DNA是否屬于一個類型（即相似）。
結(jié)論有點因吹斯汀
結(jié)果顯示，在16對「被機器全部認(rèn)可」樣本DNA中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有9對被聚成一類，他們在3700個基因中，共享了超過19200個SNP。同樣，在K-means算法中，最終結(jié)論也類似。
此外，科學(xué)家還研究了相似配對的生物特征及生活方式。他們在體重、身高、是否吸煙、教育水平等方面也在配對組中相互有關(guān)聯(lián)，這說明，共享的遺傳變異不僅影響長相，也造成相似的行為和習(xí)慣。
研究者形容該結(jié)果十分「striking」。研究者還排除了近親關(guān)系的可能，并發(fā)現(xiàn)，這些樣本比長相不同的雙胞胎，基因相似度更高。
更有意思的是，剩下16組未通過三方機器視覺特征認(rèn)可的樣本中，也只有一對樣本DNA被聚類在一個集合。
在人種和地域方面，科學(xué)家還進行祖先溯源，他們觀察到，幾乎所有相似配對樣本的祖上生活地區(qū)都很靠近。
但需要指出，本文主題在其他多組學(xué)研究中，卻有著不同結(jié)論。
比如DNA甲基化模式下，16對高度相似樣本只有一對匹配；
再比如從微生物角度看，16對相似樣本中，口腔菌群相似的僅一對，且這對樣本通過SNP也沒被聚類到一起。該領(lǐng)域有研究認(rèn)為，口腔微生物相似度與皮下脂肪有關(guān)，可能導(dǎo)致相似長相（如：臉上肉多）特征的人，有相似的口腔微生物特征。
團隊介紹
本文一作Ricky S. Joshi，計算生物學(xué)家，來自西班牙巴薩羅那Josep Carreras 白血病研究所 (IJC)，研究方向主要為遺傳學(xué)和表現(xiàn)遺傳學(xué)，其個人頁面顯示，Ricky致力于發(fā)現(xiàn)人類基因組中的病理性變異。
二作Maria Rigau ，同樣Base在西班牙，是巴塞羅那超級計算中心 (BSC)的博士，專業(yè)為生命科學(xué)，主頁頭像顯示，這是一位蠻喜歡狗狗的女研究者。
One More Thing
有網(wǎng)友指出，馬斯克長相有點像愛迪生，還Po了下面這張圖——
不知你怎么看？（手動狗頭）
參考鏈接：
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)01075-0
https://neurosciencenews.com/genetics-look-alikes-21283/
https://hertasecurity.com/
https://bigthink.com/health/look-alike-genetics-behavior/
— 完 —
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