هیچ دو اثر انگشتی دقیقاً شبیه هم نیستند و همین موضوع باعث می شود که اثر انگشت برای پلیس و گوشی های هوشمند برای شناسایی افراد بسیار مفید باشد.
تحقیقات گذشته نشان داده است که ژن ها در چگونگی ایجاد الگوهای پیچیده برآمدگی ها و برجستگی های نوک انگشتان ما نقش دارند. پس چرا دوقلوهای همسان اثر انگشت یکسانی ندارند؟
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که سه خانواده از مولکول‌های سیگنال‌دهنده، همراه با تفاوت‌های ظریف در شکل انگشت و زمان رشد پوست، برای تعیین اثر انگشت منحصر به فرد ما با هم تعامل دارند. روئل نوسه، زیست‌شناس رشدی در دانشکده پزشکی استنفورد که در این تحقیق شرکت نداشت، می‌گوید: «این یک مثال عالی از این است که چگونه نوسانات کوچک می‌توانند تنوع بی‌نهایتی را در یک الگو ایجاد کنند.
سطح ناصاف انگشتان دست را بهبود می بخشد و در انسان و گونه های کوهنوردی مانند کوالا و شامپانزه دیده می شود. سطح ناهموار انگشتان نیز به ما کمک می کند تفاوت بین بافت های مختلف را احساس کنیم.
اثر انگشت در مراحل نسبتاً اولیه رشد جنین ایجاد می شود و در حدود هفته سیزدهم بارداری با تشکیل برجستگی های اولیه روی نوک انگشتان شروع می شود. این برجستگی‌ها به سه الگوی اصلی تبدیل می‌شوند: آرایش متقارن و دایره‌ای به نام «مارپیچ» و الگوهای منحنی بلندتر به نام «حلقه» و برآمدگی‌های مثلثی به نام «طاق».
دانشمندان چندین ژن را شناسایی کرده‌اند که بر روی الگوهای ظاهر شدن انگشت افراد تأثیر می‌گذارند، اما مکانیسم‌های بیوشیمیایی که باعث ایجاد این برآمدگی‌ها می‌شوند به خوبی شناخته نشده‌اند.
برای روشن کردن این معما، دنیس هدون، متخصص ژنتیک در دانشگاه ادینبورگ، و همکارانش توالی RNA را در هسته سلول های نوک انگشت جنین انسان تعیین کردند تا ژن هایی را که در طول تکامل بیان می شوند، شناسایی کنند. (بافت جنینی از افرادی که حاملگی خود را در انگلستان خاتمه داده بودند به دست آمد).
ژن‌های مورد مطالعه سه مسیر سیگنالینگ مختلف و خانواده‌ای از پروتئین‌ها را نشان دادند که دستورالعمل‌ها را بین سلول‌ها حمل می‌کنند و در هدایت رشد پوست در نوک انگشتان نقش دارند.
ژن‌های دخیل در دو مورد از این مسیرهای سیگنالینگ، WNT و BMP، در نوارهای متناوب سلولی در نوک انگشت در حال رشد بیان می‌شوند و الگویی را ایجاد می‌کنند که در نهایت شیارها و برآمدگی‌های نوک انگشت را تشکیل می‌دهند. عامل سوم، به نام EDAR، همراه با WNT در شیارهای در حال توسعه بیان می شود.
موش ها همچنین دارای الگوهای برآمدگی ساده روی انگشتان خود هستند. هنگامی که محققان به طور مصنوعی این مسیرهای سیگنالینگ را در موش ها سرکوب کردند، دریافتند که سیگنال دهی WNT و BMP به روش های مخالف عمل می کنند. به نظر می رسد که WNT رشد سلولی را برای ایجاد برجستگی هایی در لایه بیرونی پوست تحریک می کند، در حالی که BMP رشد سلول را سرکوب می کند تا شیارها ایجاد شود.
سیگنال های EDAR به تعیین اندازه و فاصله بین برجستگی ها کمک می کنند. به عنوان مثال، زمانی که محققان مسیرهای WNT را مهار کردند، برجستگی های انگشتان موش به هیچ وجه ایجاد نشد، در حالی که مهار مسیر BMP باعث پهن تر شدن برجستگی ها شد. موش های حامل جهشی که فعالیت EDAR را متوقف کرد، به جای الگوی راه راه، روی انگشتان خود یک الگوی نقطه چین داشتند.