Wie wir aussehen, wird größtenteils von unseren Erbanlagen bestimmt. Doch welche Gene dabei für welche Merkmale zuständig sind, das ist auch lange nach der ersten Sequenzierung des menschlichen Genoms noch immer weitgehend unbekannt. Einer der Gründe dafür: Die meisten Merkmale, darunter auch die des Gesichts, werden nicht nur von einem, sondern von vielen interagierenden Genen geformt. Sie bestimmten Merkmalen zuzuordnen, ist daher extrem schwierig. “Im Prinzip suchen wir hier nach der Nadel im Heuhaufen”, erklärt Seniorautor Seth Weinberg von der University of Pittsburgh. “In der Vergangenheit haben Wissenschaftler dafür meist bestimmte Merkmale, wie den Abstand zwischen den Augen oder die Breite des Mundes, ausgewählt und dann nach einer Verbindung zwischen diesen Merkmalen und bestimmten Genen gesucht.” Doch bisher hat dieses Verfahren nur wenig Erfolg gebracht.
Deshalb haben Weinberg, Studienleiter Peter Claes von der Universität Leuven und ihre Kollegen nun einen anderen Ansatz gewählt: Statt Abstände oder Beziehungen zwischen Gesichtsmerkmalen als Grundlage zu nehmen, arbeiteten sie modular. Dafür erstellten sie zunächst 3D-Aufnahmen von den Gesichtern von 2329 jungen Erwachsenen europäischer Abstammung. Dann identifizierten sie mithilfe eines Computerprogramms die Module, in die sich die Gesichtsmerkmale zerlegen lassen. “Jedes Gesicht wurde dadurch automatisch in kleinere, voneinander unabhängige Module unterteilt”, berichtet Claes. “Als nächstes untersuchten wir dann, ob es in der DNA Genorte gibt, die mit diesen Modulen in Verbindung stehen.”
Sieben Gene für die Nase
Und tatsächlich wurden die Wissenschaftler fündig: Bei 38 Genorten ergaben die Analysen einen signifikanten Zusammenhang zu bestimmten Gesichtsmerkmalen. Um dies jedoch noch einmal zu überprüfen, versuchten die Forscher bei 1719 neuen Personen diese Beziehungen zu replizieren. Bei 15 Genen gelang dies. “Dabei haben wir interessante Muster entdeckt”, berichten sie. “So war die Mehrheit der neu entdeckten DNA-Segmente mit der Nase und dem unteren Teil des Gesichts, vor allem dem Kinn, verknüpft.” Allein mit der Form und Ausprägung der Nase standen sieben der neu identifizierten Gene in Verbindung – eine besonders spannende Entdeckung, wie Claes erklärt: “Bei einem Schädel bleibt die Nase nicht erhalten, weil sie nur aus Knorpel und weichem Gewebe besteht”, so der Forscher. “Wenn ein Forensiker ein Gesicht auf Basis des Schädels rekonstruieren soll, ist sie daher das Schwierigste.” Kann er jedoch nun DNA zu Rate ziehen, hilft ihm das, die richtige Form der Nase genauer zu bestimmen.
Noch sind diese Ergebnisse nur ein winziger Schritt, wie die Wissenschaftler betonen. “Wir werden nicht schon morgen dazu imstande sein, ein korrektes und vollständiges Gesicht allein auf Basis der DNA zu rekonstruieren”, sagt Koautor Mark Shriver von der Pennsylvania State University. “Wir sind noch nicht einmal nahe dran, alle Gene zu kennen, die unserem Gesicht seine Form verleihen.” Dennoch sei ihre Methode ein vielversprechender Anfang. Wie Claes erklärt, könnte ihr Verfahren nicht nur dafür verwendet werden, um nach weiteren Gesichtsgenen zu suchen, auch andere Anwendungen wären denkbar: “Mit der gleichen Technologie können wir auch andere medizinische Aufnahmen wie Hirnscans mit Genen verknüpfen”, so Claes. “Langfristig gesehen könnte uns das helfen, neue Einblicke in die Form und Funktionsweise unseres Gehirns und auch neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimer zu gewinnen.”
