Skąd się biorą odciski palców

Prawdopodobieństwo powtórzenia się takich samych linii papilarnych u dwóch przypadkowych osób wynosi 1:64 mld. Nie jest znany zatem, bo jest nas tu ok. 7,3 mld., żaden przypadek, w którym dwoje ludzi miałyby identyczny wzór linii papilarnych. Istnieją też osoby dotknięte bardzo rzadkim wrodzonym defektem, zwanym adermatoglyfią, pozbawione linii papilarnych. Jednak do dziś nauka nie wiedziała dokładnie, jak kodowane są w naszym genomie te unikatowe, fascynujące bruzdy na skórze naszych dłoni.

Odciski palców mają od dawna znaczenie praktyczne i kulturowe, ale niewiele wiadomo o mechanizmach leżących u podstaw ich różnicowania. Do podstawowych typów wzorów linii papilarnych należą: łuk (A – „arch”), pętla (L – „loop”) oraz wir (W – „whirl”). Naukowcy podejrzewali, że odciski palców potencjalnie ewoluowały, aby pomagać w chwytaniu obiektów i wyczuwaniu ich tekstur, ale dokładny sposób powstawania tych wzorów pozostaje nieznany.

Uczeni z kilku instytucji naukowych Szanghaju, m.in. Instytutu Żywienia i Zdrowia Chińskiej Akademii Nauk, używając skanów całego genomu (tzw. technika GWAS) zidentyfikowali 18 miejsc związanych z typem odcisków palców u Chińczyków Han. Jednak częstość występowania poszczególnych typów wzorów jest nie tylko zróżnicowana w zależności od palca, ręki (lewej bądź prawej) i płci. Istnieje również duże zróżnicowanie międzypopulacyjne – np. wzory wirowe występują najczęściej u rdzennych Azjatów (ok. 50–60 proc.), najrzadziej u Afrykańczyków (20 proc.), zaś u Europejczyków z pochodzenia dominują pętle (65 proc.).

Warto było zatem poszerzyć analizę na inne etnosy, co uczyniono, by znaleźć ostatecznie 43 pojedyncze różnorodne miejsca w genomie związane z odciskami palców. Co najciekawsze, geny w otoczeniu owych miejsc są odpowiedzialne za rozwój kończyn, a nie skóry. Badanie z Szanghaju zaprezentowano 6 stycznia w czasopiśmie „Cell” i jak nic innego może ono pomóc naukowcom lepiej zrozumieć związek między genami a cechami fenotypowymi u ludzi. A gdy cecha jest fenotypowo aż tak różnorodna w populacji i unikatowa dla osobnika, że może zaprowadzić kogoś do więzienia, dogłębne poznanie jej genetycznego uwarunkowania może naprawdę wiele wyjaśnić.

Autorzy pracy tłumaczą na łamach portalu phys.org: „Ludzie mogą się zastanawiać, dlaczego nasz zespół pracuje nad odciskami palców. Rozpoczęliśmy prace z czystej ciekawości. później jednak okazało się, że wzór odcisków palców jest powiązany z genami wzrostu kończyn, które mają kluczowe znaczenie dla rozwoju płodu. To kolejny klasyczny przykład plejotropii, w której wiele różnorodnych fenotypów jest ze sobą powiązanych tymi samymi genami leżącymi u ich podłoża”.

Jak napisałam wyżej, chociaż odciski palców są unikalne dla poszczególnych osób, generalnie dzieli się je na trzy typy: łuk, pętla i wir. Te bruzdy i pręgi zaczynają się tworzyć na palcach rąk i nóg płodu w czwartym miesiącu ciąży.

Jak opisano w „Cell”, przeskanowano DNA ponad 23 tys. osób z różnych grup etnicznych, by odkryć, że jeden z najbardziej istotnych w tej sprawie regionów genomu reguluje ekspresję genu zwanego EVI1, który jest znany ze swojej roli w rozwoju kończyn embrionalnych. Czyli w jednym z najważniejszych procesów w rozwoju szkieletu każdego tetrapoda: od płazów po ludzi.

Zobacz także: Od 8 listopada 2021 roku można składać wnioski o dowód osobisty z odciskami palców

Aby przetestować swoje odkrycie, zespół zmodyfikował DNA myszy tak, by produkowały mniej białka kodowanego przez gen EVI1. Rozwinęły wtedy nieprawidłowe wzory skóry na palcach w porównaniu z myszami z niezmienionym genomem.

Przeprowadzono analizę danych ludzkich, bo oczywiście nie można eksperymentalnie zmodyfikować genomu ludzkiego, żeby zobaczyć, jak jest regulowany w okresie embrionalnym. Wykazano, że wzory odcisków palców są genetycznie skorelowane z długością palca. Na przykład ludzie z odciskami palców w kształcie spirali na obu małych palcach mają je zazwyczaj dłuższe niż ci, którzy mają inny wzór, a ta korelacja jest silnie powiązana z genami zaangażowanymi w rozwój kończyn. Hipotetycznie, gdy dłonie płodu rosną, palce rozciągają się i wydłużają. Siły te mogą na przykład zamienić wir w pętlę.

Chińczycy nie poprzestają na rozwikłaniu tajemnicy linii papilarnych jako takich. Planują przeprowadzić badania nad związkiem wzorów linii papilarnych z chorobami i leżącym u ich podstaw mechanizmami genetycznymi. Wcześniejsze badania sugerowały, że gen EVI1 koreluje z ryzykiem białaczki.


Z kolei dzieci z zespołem Downa częściej mają pojedynczy fałd biegnący wzdłuż dłoni. I nie jest to jedyne genetyczne zaburzenie rozwojowe związane ze zmianami tego, co naukowo nazywa się wzorcami dermatoglificznymi.

Geny zarządzające naszym rozwojem kryją w sobie wiele nieznanej jeszcze mocy. Która czasem przejawi się przez coś tak przedziwnego, fascynującego i tajemniczego jak linie papilarne. Najwyższy czas sprawdzić, czy da się je wykorzystać diagnostycznie, a nie tylko kryminalistycznie.

#linie papilarne #dna #zespół downa #chiny #człowiek