Uit DNA kan je afleiden hoe iemand er ongeveer uitziet. Dat biedt mogelijkheden om misdadigers te vinden die sporen hebben achtergelaten op de plaats delict.
In een internationale studie onder leiding van KU Leuven en Pennsylvania State University hebben onderzoekers 203 genen geïdentificeerd die belangrijk zijn voor de vorm van ons gezicht. De studie is gepubliceerd in Nature Genetics.
De genetische opbouw van het menselijk gezicht is moeilijk te ontcijferen. In 2018 identificeerde professor Peter Claes (KU Leuven) samen met een internationaal team van wetenschappers al vijftien genen die verband houden met specifieke delen van het gezicht. Het huidige onderzoek heeft 203 genetische locaties geïdentificeerd die een rol spelen bij de ontwikkeling van de vorm van ons gezicht. Daarvan zijn er 53 nog nooit eerder gerapporteerd.
De onderzoekers hopen dat hun werk ook inzicht kan bieden in craniofaciale afwijkingen, zoals een gespleten lip en gehemelte. Meer kennis over de genetische opbouw van ons gezicht kan ons ook helpen om de evolutie van het gezicht te begrijpen. Bovendien kan deze informatie ooit nuttig zijn voor forensisch onderzoek.
Eos-redacteur Liesbeth Gijsel sprak al eerder met professor met Peter Claes over forensisch onderzoek met behulp van dna-gezichtscontrcuties. Dat artikel lees je hier.
September 2031. Een wandelaar met hond doet een lugubere ontdekking op een braakliggend terrein bij een industriezone. Tussen de woekerende braamstruiken ligt het lichaam van een jonge vrouw – bebloed en levenloos. Een moordonderzoek wordt opgestart en al snel vinden de speurders op het slachtoffer DNA van haar vermoedelijke moordenaar. Die genetische code halen ze door een zoekmachine, en na enkele seconden verschijnen tientallen gezichten die kunnen matchen met het DNA.
Verder onderzoek wijst steeds duidelijker in de richting van één man, die in de buurt van de bewuste industriezone woont. Enkele dagen na de vondst van het lijk kan de zaak worden afgesloten: de bewuste man is thuis opgepakt en heeft de moord bekend.
Een realistisch toekomstscenario? Mogelijk. DNA koppelen met hoe iemand eruitziet, lukt steeds aardiger. ‘Het geslacht, de etnische afkomst en de vorm van de neus kunnen we goed afleiden uit DNA’, zegt Peter Claes, onderzoeker aan de KU Leuven. ‘Ook voor andere kenmerken, zoals de haar- en oogkleur en de vorm van de kin vinden we steeds meer betrokken genen.’
Claes is gefascineerd door gezichten. Door dat van zijn eigen zoon – ‘Die is tien en heeft nog een klein kinderneusje, maar dat zal nu beginnen te veranderen’ – en door dat van alle mensen die hij ziet: in de tram, op straat, op conferenties. ‘Vooral mensen met een gemengde afkomst – Europees-Aziatisch of Europees-Afrikaans – vind ik mooi en intrigerend.’
Bordjes omklappen
Claes startte in 2014 met de droom om via DNA een gezicht te kunnen voorspellen. Zo’n foto zou dan de traditionele robotfoto kunnen vervangen. In een recente wetenschappelijke publicatie stelt hij een alternatief voor. Hij vergelijkt het met het gezelschapsspel Wie is het?. ‘Stel dat ik een databank heb met pakweg alle foto’s van Belgische identiteitskaarten. Die probeer ik te koppelen aan DNA dat is gevonden op een plaats delict. Het DNA zegt me onmiddellijk of het om een man of een vrouw gaat – dankzij analyse van het XY-chromosoom. Is het DNA van een man, dan kan je alle ‘bordjes’ met vrouwelijke gezichten ‘omklappen’.’
‘Net als in het spel kom je er niet met één vraag. Volgende vragen kunnen gaan over de vorm van de neus, de kin of de mond – want daarvoor worden langzamerhand ook genen bekend. Zo kan je bijvoorbeeld alle mensen met een haakneus en een puntige kin ‘omklappen’. Ook is te zien of de oorlel loshangt van het gezicht of juist is aangehecht. Zelfs de leeftijd kunnen wetenschappers inmiddels aflezen aan het DNA – hoe ouder, hoe meer andere moleculen rond het DNA gaan vastklitten. ‘Als je die bindingen telt, kan je de leeftijd tot op drie à vier jaar nauwkeurig voorspellen’, zegt Claes.
Een andere vraag kan die naar etnische achtergrond zijn. ‘Die heeft overigens niet alleen impact op je huidskleur, maar ook op de vorm van het gezicht.’
Dat is minder – ook letterlijk – zwart-wit dan je zou denken. Het is niet omdat je Afrikaans DNA hebt, dat je er per se zwart uitziet. ‘Er is een continuüm van de ene populatie naar de andere’, legt Claes uit. ‘Ik heb zelf bijvoorbeeld een klein percentage Afrikaans ‘bloed’, maar zie er behoorlijk Europees uit.’
In zijn onderzoek positioneert hij het DNA op ‘genetische assen’, die lopen van 100 procent Afrikaans naar 100 procent Europees en naar 100 procent Aziatisch. ‘Er zijn nog veel meer van die assen, en door de posities van het DNA op elk van die assen te combineren kan je veel zeggen over de vorm van het gezicht.’
Geslacht en genetische afkomst zijn het ‘laaghangend fruit’ als het over informatie uit het DNA gaat. Andere kenmerken – een haakneus, volle wangen, een putje in de kin – zijn een zwaardere dobber voor onderzoekers. Bovendien is er altijd nog de invloed van je leefstijl en wat je overkomt: wie elke week een hamburger met friet eet, zal een ander gezicht hebben dan wie het houdt bij gezonde kost – hoewel het ook van je genen afhangt of je snel bijkomt of niet. Een baard kan heel bepalend zijn voor een gezicht, net als een tattoo of een litteken. Daar zie je uiteraard in het DNA niets van terug.
Een klein stukje van de puzzel
‘Het is de kunst om te achterhalen welke genen belangrijk zijn voor de vorm van het gezicht’, zegt Claes. Eén methode is kijken naar afwijkingen. Denk aan het typische gezicht van iemand met het downsyndroom. Dezelfde genen die voor de mentale beperkingen zorgen, zorgen er blijkbaar ook voor dat deze mensen kleine ogen en oren hebben en een vlak gezicht. ‘Door hun DNA te analyseren kan je genen vinden die invloed hebben op de gezichtsvorm’, zegt Claes. ‘Ook bij mensen zonder het syndroom.’
Een andere methode kijkt naar het volledige genoom. ‘Bij zulke genoomwijde associatiestudies gaan we het hele genoom af en die data leggen we dan naast een database met 3D-beelden van gezichten. Stel dat bijna iedereen uit mijn database met een haakneus een bepaalde mutatie heeft op dezelfde plaats in hetzelfde chromosoom, dan is dat een interessante locatie om verder onderzoek te doen en te weten te komen welke genen hiervoor verantwoordelijk kunnen zijn. Inmiddels hebben we op die manier 38 interessante genen gevonden.’
‘Met een DNA-monster kan je de leeftijd tot op drie à vier jaar nauwkeurig voorspellen’
Hoogstwaarschijnlijk stopt het daar niet. Claes vermoedt dat meer dan duizend genen de vorm van ons gezicht bepalen. En dan zijn er nog de omgevingsfactoren, zoals de eerder vermelde invloed van de leefstijl. ‘We kennen slechts een klein stukje van de puzzel’, stelt Claes. ‘Op basis daarvan een compleet gezicht voorspellen is heel moeilijk.’
Vandaar dat hij zijn oude droom heeft losgelaten en in de Wie is het?-methode een beter alternatief vindt. In plaats van een gezicht te plakken op het DNA, ‘schuif’ je met een massa gezichten tot je die in een volgorde liggen hebt van ‘beste match’ tot ‘deze is het zeker niet’.
Of de dader daar ook echt tussenzit, is niet met 100 procent zekerheid te zeggen. Maar leg je het resultaat van de DNA-matching samen met de verhoren van getuigen, het overige sporenonderzoek en andere informatie, dan kan het de speurders wel op een veelbelovend onderzoeksspoor zetten.
Valse beschuldiging
Toch waagt Claes zich zelf ook af en toe aan een voorspelling op basis van DNA. ‘Maar dan eerder bij wijze van oefening dan om daar misdaden mee op te lossen. Met een aantal bekende genen kan ik voorspellen hoeveel het gezicht afwijkt van het gemiddelde voor een man of vrouw van dezelfde leeftijd, met dezelfde etnische afkomst. Dan weet ik bijvoorbeeld dat ik de neus iets breder moet maken, of de kin wat naar binnen moet trekken. Maar hoeveel precies, dat is giswerk. Je kan geluk hebben dat het gezicht goed lijkt op de persoon van wie het DNA is. Maar je kan er ook volledig naast zitten.’
Toch maakt de Amerikaanse politie er soms al gebruik van. Sinds 2017 biedt het bedrijf Parabon gezichtsvoorspellingen op basis van DNA aan. Speurders sturen een DNA-monster in en Parabon levert op basis daarvan een computergegeneerd gezicht af dat daarmee spoort. Het gaat er prat op dat op die manier al een aantal cold cases zijn opgelost.
De methode waarop het bedrijf zich baseert, wil het niet vrijgeven. Maar na lang aandringen gaf het toe dat het leunt op werk van Peter Claes en zijn Amerikaanse collega Mark Shriver (Pennsylvania State University).
‘Politie-inspecteurs zijn wild enthousiast als ze zo’n gezichtsvoorspelling zien. Het gevaar bestaat dat ze de verkeerde mensen oppakken’
‘Het enige wat je écht met zekerheid kan voorspellen zijn het geslacht en de etnische afkomst’, weet Claes. ‘Parabon levert enkel stereotypes van de gemiddelde blanke of zwarte Amerikaan.’ Wetenschappelijk experts zijn unaniem: het is onverantwoord om deze technologie nu al in te zetten. ‘Politie-inspecteurs zijn echter vaak wild enthousiast als ze zo’n gezichtsvoorspelling zien. Het gevaar bestaat dat ze de verkeerde mensen oppakken.’
Maar: zelfs al hou je het bij de wetenschappelijk betrouwbaardere Wie is het?-methode, kan je je daar heel wat ethische en privacygerelateerde vragen bij stellen. ‘We hebben in principe een foto van elke Belgische inwoner, via identiteitspapieren’, zegt Claes. ‘Die officiële databank wordt momenteel niet ingezet voor forensisch onderzoek, maar er bestaan eigenlijk geen regels voor.’
‘Voor DNA geldt in de meeste Europese landen dat enkel mensen met een strafblad of vermiste personen met hun genetische gegevens in een databank terechtkomen waarin de politie bij een nieuwe zaak mag zoeken. Misschien moeten we dezelfde regels opleggen voor het ter beschikking stellen van foto’s van mensen.’
Europese en nationale overheden kunnen dan wel regels hanteren voor hun eigen, officiële DNA- en foto-informatie. Maar dat zal niet volstaan. De bedrijfjes die je DNA voor een habbekrats analyseren – op verwantschappen of risicogenen voor ziektes – zijn de afgelopen jaren als paddenstoelen uit de grond geschoten. Het DNA van miljoenen mensen op de wereld zit in hun databanken. Claes: ‘Stel dat je nicht haar DNA heeft laten analyseren door zo’n bedrijf en jouw DNA wordt gevonden op een plaats delict. Laat je die informatie los op de DNA-databank, dan weten de speurders meteen jouw achternaam.’
Combineer dat met de wetenschap dat nagenoeg iedereen – toch zeker uit de westerse wereld – met zijn hoofd op Facebook, Instagram of een ander medium te zien is, en je krijgt een nog gevaarlijker cocktail. De toestemming om alle rechten op die portretten af te staan, heb je immers al gegeven door in te stemmen met de gebruiksregels van deze sociale media. En er is ook het medische DNA-onderzoek. Daarbij wordt het DNA anoniem gemaakt – het wordt losgekoppeld van de naam van de persoon. Maar hoeveel waarde heeft die anonimiteit nog als je het DNA kunt koppelen aan een foto op Facebook?
‘Dit vraagt om een wereldwijde aanpak’, bepleit Claes. ‘Als wetenschappers moeten wij het geweten spelen en erop wijzen dat het niet is omdat het kan dat we het ook moeten doen.’
Deze variaties in het DNA beïnvloeden de vorm van het gezicht. Op de buitenste cirkels zie je SNP’s: plaatsen in het DNA waar de volgorde met één nucleotide (of één letter) verschilt van wat de meeste mensen hebben. In de binnenste cirkel zie je welk gezichtskenmerk met deze SNP’s gepaard gaat. De gezichten laten ‘afwijkingen’ zien van het ‘standaard gezicht’. Rode zones zijn meer naar buiten gericht; blauwe zones meer naar binnen (een kleine neus of een dikke bovenlip, bijvoorbeeld).
Neanderthaler
Claes’ onderzoek heeft ook onschuldiger toepassingen. In de geneeskunde, bijvoorbeeld, kan het helpen bij gelaatsherstellende chirurgie. Daarnaast biedt het mogelijkheden aan musea om met betrouwbaardere gezichtsreconstructies uit te pakken.
‘In Zweden was een oeroud, perfect bewaard onderbeen gevonden in een gletsjer. Met DNA dat daaruit is gehaald heb ik een voorspelling gemaakt van hoe het gezicht van die vrouw eruitzag. Uiteraard is ook die voorspelling niet perfect, en ze is bovendien gebaseerd op gezichten van vandaag. Maar ethisch gezien heb ik daar minder problemen mee.’
In hoeverre spreekt het verleden door in hoe we er vandaag uitzien? Dat wil Claes graag verder uitspitten. ‘De neanderthaler was bijvoorbeeld heel aanwezig in Europa. Hij heeft zich gemengd met de Homo sapiens. Wij hebben nog steeds stukjes DNA van die neanderthalers in ons. In hoeverre hebben die invloed op hoe je eruitziet?’
‘Als wetenschappers moeten wij het geweten spelen en erop wijzen dat het niet is omdat het kan dat we het ook moeten doen’
‘Langzamerhand wordt het mogelijk om je DNA ‘in te kleuren’ via genetische variaties uit het verleden. Zo kan ik reconstrueren hoe neanderthalers, jager-verzamelaars of de eerste landbouwers eruitzagen. Misschien hadden jagers wel een spitser gezicht dan landbouwers – net zoals dat het geval is bij sommige roof- en prooidieren. Ik betrap mezelf er soms op dat ik naar mensen zit te staren in de tram of op een conferentie en denk: ‘Die heeft een typisch neanderthalergezicht’.’
