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当科学狂人遇上机器学习:基因组测序竟能准确预测长相!

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放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-13   浏览次数:506
核心提示:文特尔博士的团队发明,仅仅经由过程剖析基因组信息,我们就可以复原出人的长相。相干研讨结果揭橥在了威望迷信期刊《美国国度迷信院院刊》(PNAS)上。克莱格文特尔(Craig Venter)博士是一位彻彻底底的「迷信狂人

文特尔博士的团队发明,仅仅经由过程剖析基因组信息,我们就可以复原出人的长相。相干研讨结果揭橥在了威望迷信期刊《美国国度迷信院院刊》(PNAS)上。

克莱格·文特尔(Craig Venter)博士是一位彻彻底底的「迷信狂人」。几十年前,他创建的 Celera Genomics 曾以一家公司之力,加速了「人类基因组筹划」的成长。他自己也于 2000 年和美国 NIH 担任人弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)博士一道,配合宣告了人类基因组草图的完成。接上去的 10 多年里,文特尔博士还做出了很多惊世骇俗的研讨:他的私家游艇在 2006 年完成了周游世界之旅,并活着界各地搜集了水样,用于剖析陆地微生物的构成;客岁,他的分解生物学小组又发明了具有最小基因组的生物,让人们从新审阅哪些基因对性命才是相当主要。

克莱格·文特尔博士(图片起源:Forbes)

昔日,这名迷信狂人的一项研讨再次引爆了学术圈——文特尔博士的团队发明,仅仅经由过程剖析基因组信息,我们就可以复原出人的长相。这项研讨揭橥在了著名学术期刊《美国国度迷信院院刊》(PNAS)上。

在本年于圣地亚哥举行的一场会议上,文特尔博士提出了一个不雅点——我们的基因组里记载了关于我们的一切。这包含我们能否轻易得肺癌,对咖啡因的降解能否够快,这些信息里也包含我们的长相。

很多人对文特尔博士的不雅点持有保存立场。一方面来讲,罹患肺癌的风险与咖啡因的降解才能面前有着明白的基因,这些信息切实其实可以从基因组里取得。可是长相远没有那末简略:五官尺寸,面庞比例,脂肪厚度,毛发密度等一系列身分,都邑极年夜地影响一小我的长相。岂非我们还能从基因组里读出那末多的信息不成?

文特尔博士告知你,能!

这项试验的设计表示图(图片起源:《PNAS》)

在一项研讨中,迷信家们招募了 1061 名来自分歧种族,有着分歧祖源的自愿者。这些自愿者先接收了全基因组测序,并在随后的统计中,供给了脸部构造、肤色、年纪、身高、和体重等小我数据。应用这些信息,迷信家们开辟了一款机械进修的模子,并教会这个算法若何将基因组中的特点序列与人类的表面停止接洽。

在经由一系列的调试后,迷信家们发明,将年纪与 BMI 斟酌进长相的模仿后,精确度有了很年夜的进步。而终究的模仿成果,精确得让人觉得惊奇。

上边是真实人脸,下边是依据基因组信息猜测的人脸,二者出奇分歧(图片起源:《PNAS》)

「我们的这个研讨注解,你的基因组编码了你的全体。虽然介入这项研讨的人数无限,但它在概念上证实了这一点。我们信任,跟着研讨人数的赓续增长,我们将能经由过程一小我的基因组,精确猜测他的全体。」文特尔博士说。

这固然是迷信上的一个严重冲破。这项研讨注解,基因组里编码的信息比我们想象得要多许多。症结在于,我们能否有胜利解读这些信息的才能。跟着机械进修技巧的普及,这在将来将不会是一个困难。

另外一个担心则随之而生。最近几年来,面临患者和通俗花费者的基因测序办事愈来愈多,我们的基因组信息从未如斯普及。假如基因组信息可以或许反应一小我的一切,隐私的主要性就被提到了一个全新的高度。「我们担忧"和研讨机构还没有充足认识到,在基因组学时期,我们须要更好的平安办法和政策来掩护小我隐私,」文特尔博士说:「我们呼吁能有更多的剖析,更好的技巧处理计划,和连续的商量。」

基因组学时期,我们的医疗将由 4 个「P」构成,它们代表了猜测、预防、个别化、人人介入(图片起源:P4 Medicine)

不管如何,基因组学时期曾经到来。我们等待在新技巧的引领下,人类对本身的熟悉能更上一层楼。将来,每一个人的基因组信息都能获得充足的掩护,并能精确地反应出一小我的安康风险,让人早预防,早发明,并获得最好的医治。

参考材料:

[1] Identification of individuals by trait prediction using whole-genome sequencing data

[2] Researchers From Human Longevity Use Whole Genome Sequence Data And Machine Learning To Identify Individuals Through Face And Other

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