人的指紋是為數(shù)不多的從出生到老去都不會改變的生命特征，也正是因?yàn)槠浜愣ㄐ约案哌z傳性，已成為目前研究最廣泛的膚紋類型。人的指紋如何形成?與疾病和人的外表是否有關(guān)系?中科院上海營養(yǎng)與健康研究所汪思佳團(tuán)隊(duì)、愛丁堡大學(xué)丹尼斯·海德恩團(tuán)隊(duì)和復(fù)旦大學(xué)金力團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外十余家科研機(jī)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，人類肢體發(fā)育相關(guān)基因而不是皮膚基因在指紋花紋表型的形成中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，這有望為研究通過膚紋表型實(shí)現(xiàn)特定疾病的早期識別與篩查提供新思路。

今天(1月7日)零時(shí)，成果以《肢體發(fā)育基因構(gòu)成人類指紋花紋差異的基礎(chǔ)》(“Limb development genes underlie variation in human fingerprint patterns”)為題發(fā)表于2022年第一期《細(xì)胞》(Cell)主刊。

而此次成果的意義不僅在于發(fā)現(xiàn)了指紋基因，或者指紋與和手指長度的關(guān)系。更是開啟了一種新的研究范式。

決定指紋的基因富集于肢體發(fā)于的相關(guān)通路，而非皮膚發(fā)育相關(guān)通路

為什么靈長類動物指紋與人不太一樣，而考拉和人的指紋卻很相似?上世紀(jì)60年代就有很多論文提出，白血病患者的斗型指紋比較多，兩者之間有關(guān)嗎?為什么唐氏綜合征患者的指紋與普通人相差甚遠(yuǎn)?……

人類的指紋有三大類，弓形、斗型和箕型，關(guān)于指紋有很多有意思的科學(xué)問題，而指紋表型與哪種基因密切相關(guān)，其背后有怎楊的遺傳學(xué)機(jī)制?

聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)從定位與指紋花紋表型相關(guān)的遺傳變異入手，面向5個東亞人群，3個歐洲人群共23,000多例個體進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)掃描與多群體分析，從中識別出43個與人類指紋花紋相關(guān)的遺傳基因座。

前景廣博，助力識別潛在疾病風(fēng)險(xiǎn)

“膚紋表型是人體外觀表型的重要組成部分，和人體其它表型與疾病都有密切的聯(lián)系。通過這項(xiàng)研究，我們揭示了影響指紋花紋形成的是一系列肢體發(fā)育相關(guān)的重要基因，而這些基因在人體發(fā)育中往往起著重要的‘一因多效’作用?！蓖羲技驯硎?。有如比鄰排列的“多米諾骨牌”，肢體發(fā)育基因是指紋的內(nèi)在影響因素。

順著這一思路，該項(xiàng)研究為膚紋與人體其它表型與疾病的關(guān)聯(lián)研究提供了重要理論基礎(chǔ)，有望打通宏觀與微觀表型的聯(lián)系與作用機(jī)制，使“看手相識疾病”成為可能?！袄纾茖W(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同的皮紋表型與許多先天遺傳性疾病之間的關(guān)聯(lián)，比如唐氏綜合征患者可能會有斷掌、足拇趾弓狀球紋等特征?！睋?jù)悉，汪思佳團(tuán)隊(duì)正和復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作，希望將相關(guān)研究成果盡早運(yùn)用在新生兒先天性疾病的早期篩查中，實(shí)現(xiàn)早診斷、早治療。

范式革新，展現(xiàn)人類表型組學(xué)創(chuàng)新策源重大意義

“本項(xiàng)成果是人類表型組研究的一個經(jīng)典案例，很好地體現(xiàn)了人類表型組學(xué)作為一種新范式具有創(chuàng)新策源的重大科學(xué)意義”，論文共同通訊作者、中科院院士、復(fù)旦大學(xué)教授金力這樣評價(jià)道。他指出，本次復(fù)旦和中科院團(tuán)隊(duì)基于人類表型組計(jì)劃“測一切之可測”的理念，通過大規(guī)模采集相關(guān)數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析研究，首次發(fā)現(xiàn)了指紋花紋和肢體表型之間存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)，而強(qiáng)關(guān)聯(lián)背后的作用機(jī)理，則在于指紋花紋的形成和肢體的發(fā)育受到同一個基因EVI1的影響。這是一種典型的人類表型組學(xué)的研究范式與方法。

隨著科技的發(fā)展，智能化服務(wù)逐漸融入大眾。應(yīng)用智能機(jī)器人可以極大地提高人們的工作效率，降低投入成本。

感應(yīng)器檢測有無訪客，可使用指紋識別模塊進(jìn)行簽到，語音識別處理模塊可對每天的簡單提問進(jìn)行識別，并用對應(yīng)回答，觸摸屏界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，可以實(shí)現(xiàn)地點(diǎn)位置、部門介紹等功能。

ESP32-S3攜帶32位LX7雙核處理器，主頻高達(dá)240MHz，內(nèi)置512KBSRAM(TCM)，具有45個可編程GPIO管腳和豐富的通訊接口。

ESP32-S3MCU增加了向量指令(vectorinstructions)，以加快神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和信號處理等工作。通過ESP-DSP和ESP-NN庫，AI開發(fā)人員利用這些矢量指令可以實(shí)現(xiàn)高性能的圖像識別、語音喚醒和識別等應(yīng)用。

在人體感應(yīng)模組探測到某人接近時(shí)，語音系統(tǒng)能廣播“歡迎”。用戶發(fā)出“指紋識別”指令后，MCU就能正常地進(jìn)入指紋識別程序。指紋識別程序分為指紋簽到、指紋輸入、指紋刪除。

顧客發(fā)出「樓層娛樂詢問」指示后，MCU就會進(jìn)入樓層娛樂查詢程序，而且當(dāng)顧客說出某一樓層編號時(shí)，您就可以查詢特定樓層娛樂設(shè)施的分布圖及價(jià)格明細(xì)，以及房間號碼等信息。