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- 도플갱어는 비정상적으로 높은 유전적 유사성을 보인다.
- 유전자 변이체가 대부분 얼굴과 몸의 모양을 형성하는 유전자에 집중돼 있어
- 유전적 일치는 키와 체중, 심지어 특정 경향과 같은 다른 특성에도 영향을 미쳐
- 생물학적 연령의 표지자 DNA 메틸화는 특히 유사한 이중체의 표현형 유사성에 기여

도플갱어 퍼즐 풀다.
친척이 아닌 사람도 일란성 쌍둥이처럼 우리를 닮을 수 있는 이유

거울을 보는 것처럼:
일반적으로 모든 사람에게는 어디엔가 도플갱어가 있다고 한다. 일란성 쌍둥이처럼 보이는 사람이다. 연구자들이 처음으로 이러한 관련이 없는 쌍을 생물학적으로 연결하는 요소를 포괄적으로 조사했다. 그 결과 도플갱어는 비정상적으로 높은 유전적 유사성을 보인다. 이것은 겉모습을 유사하게 만들 뿐만 아니라 행동과 삶의 방식에서도 놀라운 유사점으로 이어질 수 있다. 

▲ 이 도플갱어는 서로 관련이 없지만 닮은 점이 눈에 띈다. 연구자들은 이제 그 배후에 생물학적으로 무엇이 있는지 조사했다. © François Brunelle

그들은 복제, 도플갱어 또는 "이상한 쌍둥이"라고 불린다. 일란성 쌍둥이처럼 비슷하게 보이는 사람들이 있지만 서로 관련이 없고 종종 같은 나라에 살지도 않는다. 이러한 도플갱어는 과거에도 이미 알려져 있었지만 인터넷 시대를 거치면서 현상은 더욱 두드러지게 나타났다. 생물학적으로 그 배후에는 무엇이 있을까?

제1저자인 바르셀로나 대학의 마넬 에스텔러(Manel Esteller)는 "서로 닮아 있는 사람들의 모습이 마치 복사기처럼 보이는 것이 예술과 대중문화에서 많은 주목을 받았다"고 말했다. "하지만 지금까지 과학적 관점에서 연구된 적이 없다.“

32개의 도플갱어 쌍이 테스트됨

Esteller와 그의 팀은 이를 위해 1999년부터 같거나 비슷한 사진을 찍어온 캐나다 사진작가 프랑수아 브루넬(François Brunelle)의 사진을 사용하여 복식 32쌍을 모집했다.

첫째, 연구자들은 3가지 다른 얼굴 인식 프로그램을 사용해 이러한 도플갱어 쌍이 얼마나 객관적으로 유사한지 확인했다. 이것은 이 커플들 중 16쌍이 "매우 닮았다"는 것을 드러냈다. 그들의 일치된 점수는 세 프로그램 모두에서 일란성 쌍둥이의 범위에 있었다.

다음 단계에서 과학자들은 이 16개의 특히 유사한 이중체에서 타액 샘플을 채취해 게놈, 후성유전체 및 미생물군 유전체에 대한 비교 분석을 수행했다. 게놈 분석에서 Esteller와 그의 팀은 430만 개 이상의 유전자 변이체를 비교했으며, 후성 게놈 비교를 위해 DNA에서 85만 개의 서로 다른 부착 부위를 조사했다. 또한 모든 참가자에게 생활 조건, 건강 및 습관에 대해 자세히 질문했다.

▲ 연구 개요도 (출처: 관련논문 Look-alike humans identified by facial recognition algorithms show genetic similarities /Cell Reports)

유전적으로 비정상적으로 유사

결과: 도플갱어는 서로 관련이 없었지만 유전적으로 비정상적으로 서로 비슷했다. Esteller와 그의 동료들은 "둘이 공유하는 유전자 변이체의 수는 무작위로 선택된 유사하지 않은 쌍보다 훨씬 더 많았다"라고 보고했다. 이중 9쌍은 3,730개 유전자의 19,000개 이상의 유전자 변이체와도 일치했다.

분석에서 밝혀진 바와 같이, 이러한 일치는 도플갱어 게놈에 무작위로 분포하지 않았다. 대부분은 얼굴과 몸의 모양을 형성하는 유전자에 집중되어 있었다. 여기에는 입술, 코, 볼, 입 모양에 대한 유전자 변이뿐만 아니라 눈 색깔, 키, 엉덩이 둘레 및 대머리 경향도 포함된다. "이것은 이중의 외부 유사성이 유전적 유사성 때문임을 시사한다"라고 연구자들은 말했다.

다시 말해, 관련이 없는 도플갱어는 적어도 일부 유전자 영역에서는 형제자매 또는 쌍둥이와 유사할 수 있다. Esteller와 그녀의 팀에 따르면 이것은 우리 외모의 많은 측면이 유전자로 인한 것임을 확인시켜준다.

▲ 닮은 인간 쌍의 모집 및 객관적인 결정 (A) 이 연구에서 32개의 유사 쌍(n = 64)의 전 세계 분포를 나타낸다. (B) Microsoft Oxford Project face API(Microsoft)가 객관적으로 얼굴 감지를 수행하는 27개의 얼굴 매개변수. (C) MatConvNet, Custom-Net 및 Microsoft의 세 가지 얼굴 인식 프로그램에서 식별되고 공동으로 식별된 유사 쌍의 수를 보여주는 벤 다이어그램. 반원 안의 숫자는 각 소프트웨어에서 클러스터되지 않은 쌍을 나타낸다. (D) 일란성 쌍둥이(MZ, 파란색), 유사 쌍(LAL, 장미) 및 무작위 비LAL(빨간색)에 대한 각 안면 인식 소프트웨어(MatConvNet, Custom-Net, Microsoft)를 비교하는 편견 없는 정량적 유사성 점수를 보여주는 상자 그림 . x 축은 분석된 다른 코호트를 나타낸다. y축은 0과 1 사이에서 측정된 유사도 점수. 1은 동일한 얼굴 이미지를 나타내고 0은 두 개의 완전히 다른 사진 개체를 나타낸다. "N"은 커플 수. 양측 Mann-Whitney-Wilcoxon 검정을 사용하여 계산된 차이: ∗∗∗∗p < 0.0001; ***p < 0.001; ns, (출처: 관련논문에서 그림 1 ) (E) 이 연구에 사용된 LAL의 사진 예.

얼굴 너머의 일치

그것이 전부는 아니다. "이러한 복식의 유사성이 순수한 외모에만 국한되지 않는다는 사실이 놀랍다"라며 "유전적 일치는 또한 키와 체중, 심지어 특정 경향과 같은 다른 특성에도 영향을 미친다"라고 에스텔러는 말했다. 설문 조사를 비교하면 두 사람은 종종 생활 방식, 예를 들어 교육 수준 측면에서 무작위로 선택된 비교쌍 보다 서로 더 밀접하게 닮아 있는 것으로 나타났다.

흡연과 체중에 관해서도 유의한 일치가 있었다. "따라서 비슷한 얼굴을 가진 사람들은 유전적으로 영향을 받은 다른 많은 신체적 특성과 심리적 특성을 공유한다"라고 연구팀은 말했다. 이 사람들은 서로를 알지 못하고 때로는 멀리 떨어져 살았지만, 그들 사이에는 광범위한 유사점이 있었다. 따로따로 자라는 쌍둥이도 마찬가지다.

후성적 연령에서도 유사점

그러나 Eteller와 그의 동료들이 결정한 바와 같이 미생물군집의 이중과 DNA의 후성 유전적 침착물 사이에는 명확한 유사성이 없었다. 한 가지 예외가 있다. 이중 쌍은 무작위 대조군 쌍보다 후성적 연령과 더 잘 일치했다. 이 시대는 일생 동안 DNA에 메틸이 첨가되는 전형적으로 변화하는 패턴에 의해 드러난다. 이들은 차례로 유전자 판독에 영향을 미치므로 신체와 건강에 영향을 미친다.

따라서 생물학적 연령의 표지자로서의 DNA 메틸화는 특히 유사한 이중체의 표현형 유사성에 기여할 수 있다고 팀은 설명했다. 전반적으로 결과는 특히 유전과 관련해 외모와 유전 물질 간의 연결에 대한 귀중한 통찰력을 제공한다. "우리의 결과는 유전 진단 및 법의학에서도 중요하다"라고 Esteller는 설명한다. "예를 들어, 범죄자의 DNA를 기반으로 범죄자의 얼굴을 재구성하는 것이 더 쉬울 수 있다." 반대로 외모는 유전에 대한 결론을 내릴 수 있게 해준다. (Cell Reports, 2022; doi:10.1016/j.celrep.2022.111257)
출처: Cell Press, Josep Carreras Leukaemia Research Institute

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul, Beautiful Science"

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