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科学者はどのように正確に DNA から人の顔を再構築できますか? |革新

私たちはどこへ行っても、DNAのかけらを残します。

この DNA を使用して、目、肌、髪の色などのいくつかの特徴を予測することができます。まもなく、これらの痕跡から顔全体を正確に再構築できるようになるかもしれません。



これは、遺伝データから身体的特徴を再構築する DNA フェノタイピングの世界です。調査研究と次のような企業 23andMe 名前を削除して匿名化した遺伝子データを共有する場合があります。しかし、所有者の顔を予測できれば、プライバシーを確​​保できるでしょうか?



科学は現在どこにあり、将来どこへ行く可能性があるのか​​がここにあります。

髪、目、肌の色の予測

DNA フェノタイピングは、ここ数年、学者による活発な研究分野となっています。法医学生物学の研究者 マンフレッド・カイザー そして スーザン・ウォルシュ は、とりわけ、法医学のためのいくつかの DNA フェノタイピング方法を開拓してきました。



2010 年に、彼らは IrisPlex システムを開発しました。これは、6 つの DNA マーカーを使用して、誰かが青い目か茶色の目かを判断します。 2012 年には、髪の色を予測するためのマーカーが追加されました。昨年、グループは肌の色を追加しました。これらのテストは、 ウェブサイト 自分の遺伝子データにアクセスできる人なら誰でも試すことができます。

特性予測は、多くの質問に対処するために使用されています。たとえば、最近、それらは次のことを示唆するために使用されました。 チェダーマン (英国最古の完全な人間の骨格)が持っていた可能性があります 暗いまたは暗いから黒い肌と青/緑の目 .予測モデルは主に現代のヨーロッパの人口に基づいて構築されているため、テストを適用する場合は注意が必要です。 他の (特に古代の) 人口 .

全体像

DNA フェノタイピングの研究は、昨年、機械学習アプローチの適用により急速に進歩しましたが、現在の能力の範囲については、依然として激しい議論が行われています。



昨年、遺伝学者クレイグ・ヴェンターの会社の研究者は、 人類の寿命 、約1,000人の身体的属性の詳細な測定を行いました。全ゲノム (私たちの完全な遺伝子コード) が配列決定され、データが組み合わされてモデルが作成されました。 3D 顔の構造を予測する 、声、生物学的年齢、身長、体重、体格指数、目の色、肌の色。

この研究は、Yaniv Erlich を含む多くの著名な科学者から強い反発を受けました。 別名ゲノムハッカー。 この研究は、個人の特定の顔ではなく、性別と家系に基づいて平均的な顔を予測したようです。少数の民族が混在するコホートの予測を判断する方法も批判されました。

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正確な顔予測でも、 エルリッヒは指摘した このアプローチが現実世界の誰かを特定する場合:

敵対者は、身長、顔の形態、デジタル音声署名、識別したいすべての人の人口統計データを含む人口規模のデータベースを作成する必要があります。

詳細な生体認証データベースがなければ、身体的予測から名前を得ることができないからです。

一致するデータベース?

オーストラリア政府は、そのようなデータベースを構築中であることが判明しました。 能力 は、CCTV の映像をパスポートや運転免許証の情報と照合する、提案されている生体認証および顔認識システムです。当初はテロ対策として請求されていましたが、すでにサービスが提供される可能性があるという報告があります。 法人への手数料 .

同時に、 オーストラリア税務署 は、音声認識サービスを開始したばかりです。この種のシステムが The Capability とどのように統合されるかは容易に想像できます。

そして、生体認証、顔認識監視国家になる能力を確立しているのはオーストラリアだけではありません。インドは アドハー システムで世界をリードしている 顔認識 .

オーストラリア政府

オーストラリア政府は、CCTV の映像をパスポートや運転免許証の情報と照合する The Capability と呼ばれる顔認識システムを構築しています。(クイーンズランド州政府)

DNAマグショット

現在、ほとんどの 法医学的DNAプロファイリング 技術は、身元をデータベースと照合する匿名マーカーに依存していますが、容疑者についてはほとんど明らかにしません。ゲノム技術の進歩に伴い、法医学的遺伝学は、誰かについてより多くのことを教えてくれる検査へと向かっています。

DNA フェノタイピング サービスを有料で提供している会社は数多くあります。一社、 パラボンナノラボ は、DNA から未知の人物の外見を正確に予測できると主張しています。警察部隊はすでに彼らのサービスを利用しており、最近の事件ではクイーンズランド州警察がこれにあたる。 ゴールドコーストの連続レイプ犯 .

Parabon システムも予測モデルに基づいています。これは、機械学習ツールを遺伝子/形質参照データベースに適用することによって開発されました。同社は、DNA サンプルから肌の色、目の色、髪の色、そばかす、家系、顔の形を予測します。これらの予測、それらを取り巻く信頼、およびフォレンジック アーティストによって行われた再構成は、スナップショット プロファイルを作成するために使用されます。

有る 懐疑主義 パラボンの能力について。コンピューター コードが公開されていないため、パラボンのシステムを評価することは困難であり、方法論はピア レビューの精査で公開されていません。

あらゆる種類の DNA 証拠と同様に、特に証拠を単独で使用する場合、 if justice justice罪のリスクがあります。この時点での DNA フェノタイピングの有用性は、予測力よりも排除力にある可能性があります。 Parabon は、Snapshot 予測は他の調査情報と組み合わせて使用​​され、容疑者のリストを絞り込むことを意図していると述べています。

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これは一体どこに行き着くのでしょうか?

一卵性双生児だけを見て、顔のどれだけが DNA に含まれているかを確認する必要があります。問題は、DNA と私たちの身体的特徴との間の接続のうち、将来的にどれくらいの数が解けるようになるか、そしてそこに到達するのにどれくらいの時間がかかるかということです。

一部の機能は、比較的簡単に予測できます。たとえば、目の色は、比較的少数の遺伝的変異から推測できます。他の形質は多遺伝子性であるため、より複雑になります。つまり、多くの遺伝子変異体が連携して機能を生成するためです。

最近の 髪の色の遺伝学の研究 たとえば、ヨーロッパの祖先を持つ 300,000 人を調査しました。彼らは、髪の色に関連する 110 の新しい遺伝子マーカーを発見しましたが、一部の色 (黒または赤) の予測は、他の色 (金髪と茶色) よりも信頼できます。

DNA 顔面再建の科学は急速に進歩しています。

DNA 顔面再建の科学は急速に進歩しています。(パラボンとPNASの複合)

DNA が私たちの身体的特徴をコード化する方法は、異なる祖先グループの人々では異なる場合があります。現在、現代のヨーロッパ人を予測する私たちの能力は、他のグループよりも優れています。 支配的な ヨーロッパの祖先を持つ被験者によって。

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より大きな (そしてより民族的に代表的な) データベースでますます洗練された機械学習アプローチを採用するにつれて、DNA から外見を予測する能力は劇的に向上する可能性があります。

Parabon のサービスには、再構成を顔認識システムで使用してはならないという免責事項が付いています。ただし、これらのテクノロジの統合は将来的に不可能ではありませんが、スコープ クリープに関する疑問が生じます。

これは遺伝的プライバシーにとって何を意味するのでしょうか?

現在何ができるかについての論争にもかかわらず、DNA フェノタイピングの科学は進歩する一方です。

DNA フェノタイピングの急速に発展している分野が示しているのは、私たちの遺伝子データに含まれる個人情報の量です。遺伝子データからマグショットを再構築できるのであれば、所有者の名前を削除しても再識別を妨げることはありません。

将来的に私たちの遺伝子データのプライバシーを保護することは、それを隠す革新的な方法を考え出す必要があることを意味するかもしれません。 ゲノムクローキングゲノムスパイク 、または暗号化と ブロックチェーンベースのプラットフォーム .

遺伝子コードについて理解すればするほど、遺伝子データのプライバシーを保護することが難しくなります。


この記事はもともとに公開されました 会話。 会話

ケイトリン・カーティス、クイーンズランド大学政策未来センター(ゲノム)研究員

James Hereward クイーンズランド大学研究員



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