Genetik DNA verrät Gesichtszüge

Von Rainer Kurlemann 

Der umstrittene Genetiker Craig Venter hat ein neues Projekt: Aus DNA-Proben will er berechnen, wie ein Mensch aussieht – etwa für Fahndungsfotos der Polizei. Noch sind die berechneten Gesichter verschwommen, aber seine Frau habe ihn erkannt, sagt Venter.

Craig Venters neue Firma baut eine riesige Datenbank mit dem Erbgut von Tausenden von Menschen auf. Foto: Mauritius
Craig Venters neue Firma baut eine riesige Datenbank mit dem Erbgut von Tausenden von Menschen auf. Foto: Mauritius

Stuttgart - Der US-Wissenschaftler Craig Venter bereitet den nächsten Paukenschlag in der Genforschung vor. Bei einem Vortrag in Washington verkündete der Genetiker, dass er aus der DNA eines Menschen dessen Aussehen berechnen könne. Seine Software liefere gute Ergebnisse für das Gesicht und die Farbe von Haaren und Augen, sagte der 69-Jährige. Mit dieser Methode könnte die Polizei in Zukunft aus einer einfachen DNA-Probe am Tatort Phantombilder des Täters erzeugen. Zu Venters Plänen gehört auch, dass Eltern schon vor der Geburt ihres Kindes eine Art Foto von ihrem Nachwuchs bekommen können.

Zwei Jahre ist es still gewesen um den umstrittenen Genforscher. Damals hatte er vollmundig angekündigt, er wolle mit seiner neuen Firma Human Longevity Inc. die größte DNA-Datenbank der Welt aufbauen: eine riesige Sammlung der medizinischen Daten und des kompletten Erbguts von kranken und gesunden Menschen. Sein Ansatz, den er als Digitalisierung der Biologie bezeichnet, scheint Erfolge zu zeitigen.

Für die Gesichtsberechnung wertete Venters Team die Daten von etwa 1000 Freiwilligen aus, die mit jeweils 100 Dollar entlohnt wurden. Die Probanden haben nicht nur ihr Erbgut vollständig analysieren, sondern sich auch detailliert von allen Seiten fotografieren lassen: Die Wissenschaftler machten Bilder der Augen und Ohren sowie 3-D-Fotos des Gesichts und werteten die Haarfarbe aus. Die digitalisierten Daten speiste Venter in einen Computer und suchte nach Zusammenhängen mit den Ergebnissen der Gen-Analyse. „Es war klar, dass die Gene eines Menschen sein Aussehen bestimmen, deshalb mussten wir erfolgreich sein“, sagt der Wissenschaftler.

Ein Genom zu entschlüsseln kostet nur noch 1500 Dollar

Für seine Vorhersagen benötigt Venters Team nur ein bisschen DNA, von der es jeden einzelnen Baustein analysiert. Die Kosten für diese Sequenzierung sind in den vergangenen Jahren dramatisch gefallen. 1500 Dollar kostet die Sequenzierung derzeit – und der Preis soll noch weiter sinken. Besonders gut scheint die Methode bei den Augen zu funktionieren. „Wir können die Augenfarbe aus der DNA präziser vorhersagen, als die Menschen ihre eigenen Augen beschreiben können“, berichtet Venter. Die vorhergesagten Porträts seien noch „ein wenig unscharf“, schränkte er ein, aber dieses Problem lasse sich lösen.

Tatsächlich wirken die aus der DNA berechneten Gesichter, die Venter während seines Vortrags zeigt, verschwommen. Sie besitzen dennoch eine große Ähnlichkeit mit dem Original. Was die Vorhersage des Computers leisten kann, hat Venter wieder einmal mit seiner eigenen DNA getestet. Der als selbstverliebt geltende Wissenschaftler hatte schon 1998 für die erste Entschlüsselung der DNA sein eigenes Erbgut ausgewählt. „Meine Frau hat mich auf dem vom Computer generierten Bild sofort erkannt“, erzählt er. „Sie sagte spontan, dass Foto zeige mich als jungen Mann oder meinen Sohn.“ Die Software könne das Antlitz auch altern lassen, bis das tatsächliche Lebensalter erreicht ist. Man muss kaum noch erwähnen, dass Venter auch das Alter aus der DNA ermitteln will.

Doch die Porträts aus dem Computer haben noch eine andere Schwäche. Sie sind fast immer symmetrisch, obwohl nur wenige Menschen ein so gleichmäßiges Gesicht haben. Offenbar erkennt die Software diese Veränderungen nicht aus den Genen – vielleicht ist das auch nicht möglich.

Craig Venters Idee ist weder neu noch einmalig. Einige Gene, die für die Form des Gesichts und des Kopfes verantwortlich sind, kennt die Wissenschaft seit mehreren Jahren. 2014 stellte eine Gruppe der Pennsylvania State University ihr Konzept vor, um aus der DNA das Aussehen eines Menschen zu berechnen. Doch während dieses Forscherteam mit 44 grundlegenden Gesichtsproportionen arbeitete und einige Hundert Gene damit assoziierte, zerlegen Venters Großrechner das Gesicht in 30 000 einzelne Messpunkte und verwenden gleich die komplette DNA. Wieder einmal scheint es dem Pionier der Gen-Forschung zu gelingen, die Fähigkeiten der Supercomputer präzise einzusetzen.

Unabhängig geprüft wurde die Methode noch nicht

Doch Venters Ankündigungen schlägt auch viel Skepsis entgegen. Wenn Computer Fotos erstellen, ist der Manipulation Tür und Tor geöffnet, das kennt jeder aus dem Alltag. Bisher wurde keines der Forschungsergebnisse in einer Fachzeitschrift veröffentlicht. Damit ist es anderen Wissenschaftlern nicht möglich, die Rechenmethode und ihre Resultate zu überprüfen. Venters Firma Human Longevity Inc. verfolgt durchaus kommerzielle Interessen, die eine Geheimniskrämerei rechtfertigen würden. Der Gen-Forscher hat zwar angekündigt, dass es wissenschaftliche Veröffentlichungen geben werde, aber gleichzeitig offengelassen, wie viel seines Wissens er wirklich preisgeben wird.

Bis dahin beeindruckt Venter mit technischen Details, die seinen Hang zu großen Maschinen dokumentieren. Sein Unternehmen verfügt über 50 Automaten, die das Erbgut in einzelne Bausteine zerlegen. Jeder kostet in der Anschaffung eine Million Dollar, diese Ausstattung lässt jeden europäischen Gen-Forscher blass werden. Außerdem steckt Venter seine Freiwilligen in weitere Großgeräte der Medizin: Ganzkörperuntersuchungen im Computertomografen und im Magnetresonanztomografen, außerdem Ultraschall, Stimmprofile, aufwendige Analysen von Blut und Darmflora sowie die Messung der Knochendichte und des Fettgehalts einzelner Gewebe. „Wir haben einen eigenen Avatar-Raum, in dem der Körper und seine Bewegungen dreidimensional als Datei gespeichert werden, so wie es Hollywood für Kinofilme und die Hersteller von Computerspielen machen“, berichtet Venter.

Der Gen-Forscher verwandelt die Körper seiner Probanden auf diese Weise in gläserne Objekte. 20 000 Menschen hätten dieses Angebot bereits genutzt, bis zum Jahr 2020 will die Firma Human Longevity Inc. eine Million dieser Datensätze sammeln. Eine engere Zusammenarbeit mit Versicherungen soll das schnelle Wachstum der Datenbank beflügeln. Nach Venters Angaben profitierten die Freiwilligen von der maschinengetriebenen Analyse. Bei einem Drittel der Teilnehmer habe man „signifikante klinische Befunde“ entdecken können, noch bevor die Symptome einer Krankheit aufgetreten seien.

Manche Ergebnisse der Superrechner haben selbst den Experten überrascht. So entdeckte der Computer, dass man aus dem Stimmprofil eines Menschen mit großer Sicherheit seine Größe berechnen kann.