Arma para la ciencia forense: reconstruir rostros a partir del ADN

Dejar un cabello en la escena del crimen podría ser como dejar una fotografía de tu cara. Están desarrollando un software que puede crear un modelo tridimensional (3D) de una cara a partir de una muestra de ADN 

Usar genes para predecir el color de ojos y cabello es relativamente fácil. Pero la compleja estructura de la cara lo hace más valioso como herramienta forense, y más difícil de conectar con la variación genética, dice el antropólogo Mark Shriver de la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park, quien dirigió el trabajo, publicado  en PLOS Genetics

Shriver y sus colegas tomaron imágenes de alta resolución de los rostros de 592 personas de ascendencia mixta de Europa y África occidental que viven en los Estados Unidos, Brasil y Cabo Verde. Utilizaron estas imágenes para crear modelos 3D, colocando una cuadrícula de más de 7,000 puntos de datos en la superficie de la cara digital y determinando si la nariz era más plana, por ejemplo, o los pómulos más anchos. Pidieron voluntarios que calificaran los rostros en una escala de masculinidad y feminidad, así como en la etnia percibida.

Las fotos de la imagen superior, que se parecen un poco a los avatares de los videojuegos, en realidad son retratos extraídos del ADN de los voluntarios. Cada representación se creó al conectar un perfil genético individual en una herramienta predictiva creada por Mark D. Shriver 

Luego, los autores compararon los genomas de los voluntarios para identificar puntos en los que el ADN difería por una sola base, llamada polimorfismo de un solo nucleótido (SNP). Para reducir la búsqueda, se centraron en genes que se cree que están involucrados en el desarrollo facial, como los que dan forma a la cabeza en el desarrollo embrionario temprano, y aquellos que están mutados en trastornos asociados con características como el paladar hendido. Luego, teniendo en cuenta el sexo y la ascendencia de la persona, calcularon la probabilidad estadística de que un determinado SNP estuviera involucrado en la determinación de un rasgo facial particular.

Esto identificó 24 SNP en 20 genes que se asociaron significativamente con la forma facial. Un programa de computadora que el equipo desarrolló utilizando los datos puede convertir una secuencia de ADN de un individuo desconocido en un modelo facial 3D predictivo. Shriver dice que el grupo ahora está tratando de integrar a más personas y genes, y observar rasgos adicionales, como la textura del cabello y las diferencias específicas del sexo.

La deducción más compleja

Kun Tang, biólogo de los Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghai en China, dice que la reconstrucción facial está resultando mucho más difícil que predecir, por ejemplo, la pigmentación de la piel. «De una cosa estamos seguros: no hay un solo gen que de repente haga que tu nariz sea grande o pequeña», dice. La tarea se complica aún más, agrega, por factores ambientales, como la exposición a climas específicos, que según la hipótesis influye en la estructura de las caras.

El grupo de Tang también ha estado buscando genes asociados con rasgos faciales individuales, utilizando un escaneo aún más detallado que produce 30,000 puntos de datos por cara. En un artículo publicado en diciembre de 2013, Tang y sus colegas informaron que tomaron imágenes similares en 3D de alta resolución de 1.001 chinos Han e intentaron conectar las caras a sus genomas ² . Los investigadores encontraron cinco SNP, diferentes de los identificados por el grupo de Shriver, que se correlacionaron significativamente con varias características faciales. Por ejemplo, un gen que se sabe que está involucrado en causar paladar hendido pronosticó fuertemente la forma de los labios en las mujeres chinas Han. Tang dice que el grupo ahora está en el proceso de agregar miles de personas más de diferentes etnias de todo el país para ver si hay diferencias regionales en la estructura facial.

Manfred Kayser, biólogo molecular forense del Centro Médico de la Universidad Erasmus en Rotterdam, Países Bajos, dice que aunque estas herramientas de modelado 3D podrían ser muy útiles en el futuro a medida que se desarrollen los predictores genéticos, en la actualidad los análisis genéticos en los dos documentos son de valor limitado.

Incluso las características aparentemente simples como la altura han resultado difíciles de predecir. Un artículo reciente del laboratorio de Kayser informó un análisis de casi 10,000 voluntarios holandeses, teniendo en cuenta 180 SNP. Descubrió que era posible predecir si una persona sería inusualmente alta con una precisión razonable, pero no tan bien como se puede predecir el color de los ojos ³ . «Este es un gran número de SNP que explican un número no tan grande de variaciones de altura», dice.

Las caras serán mucho más difíciles, agrega, y crear una prueba que analice todos los SNP posibles será un desafío técnico que requerirá muestras de ADN de alta calidad en más que pequeñas cantidades, un lujo que los investigadores forenses rara vez tienen.