Europeaan op de kaart

Een nieuwe DNA-test op lichaam, bloed of sperma van onbekende Europeanen wijst uit waar ze vandaan komen. ‘Dat helpt het politie-onderzoek flink vooruit,’ zegt testontwikkelaar Manfred Kayser. De test meet variatie in het DNA. Wim Köhler

Een onbekende dode stelt de politie vaak voor raadsels. Een dna-test die een gebied aanwijst waar de onbekende vandaan komt, helpt het onderzoek vooruit. Er is nu een test om onbekende Europeanen te lokaliseren. foto afp The hand of a victim of the landslide that buried the village of Juan Grijalva, state of Chiapas, in the border with the state of Tabasco on Monday, lies on the banks of the Grijalva River 07 November, 2007. Rescuers on Tuesday found two bodies while searching for 16 people missing after a mudslide struck flood-ravaged southern Mexico, where hundreds of people still refuse to evacuate their homes for fear of looters. Days of heavy rain on Monday triggered a "severe" landslide that sent part of a hill in the southern state of Chiapas crashing into the Grijalva River, destroying dozens of houses, the Interior Ministry said in a statement. AFP PHOTO/Alfredo ESTRELLA AFP

Een lijk spoelt aan op een Rotterdamse Maasoever, onherkenbaar verminkt. De politie wil weten waar het vandaan komt. Kan hoogleraar forensische moleculaire biologie Manfred Kayser helpen?

“Daarmee kunnen we aan de slag”, zegt Kayser op zijn kamer van de afdeling forensische moleculaire biologie, op de tiende verdieping van de hoogbouw van het Rotterdamse ErasmusMC, met uitzicht op de Maas.

De groep van Kayser, met een lange lijst collega’s van andere instituten, kan sinds kort (Current Biology, 7 augustus online) op grond van DNA-onderzoek zeggen uit welk deel van Europa iemand afkomstig is. Zoals het aangespoelde Maaslijk.

Er is al een DNA-test – op grond van Kaysers eerdere onderzoek – die zegt van welk continent een ‘onbekende’ komt. Hoe precies is de toewijzing binnen Europa?

“We kunnen nu voorspellen of iemand uit Zuid-, Noord-, Oost, West- of Centraal-Europa komt. Als het een West-Europeaan was kunnen we dat nu met relatief grote waarschijnlijkheid zeggen. Het aantal Nederlanders in de database van 2.500 Europeanen waarmee we onze methode ontwikkelden, was bijvoorbeeld vrij groot. Dat verhoogt de nauwkeurigheid.”

Aan de kaart in de publicatie (zie graphic) te zien kunt u nooit zeggen of iemand uit Zwitserland of Frankrijk komt.

“Dat is inderdaad heel moeilijk. Maar als je kunt zeggen dat iemand vrij zeker uit West-Europa komt, kan dat een politie-onderzoek rigoureus veranderen, want je sluit veel uit. Vergeleken met de huidige situatie is dat heel wat.”

Die huidige situatie is dat forensische laboratoria, die werken voor politie en justitie, op grond van een DNA-profiel iemand kunnen identificeren door vergelijking met DNA-profielen van bekende verdachten in databases. Of door vergelijking met het DNA-profiel van mogelijke familieleden.

Kayser: “Om geheel onbekende personen te identificeren is het belangrijk om te weten waar iemand vandaan komt en hoe hij er uit ziet. Daar is het onderzoek nu op gericht, maar de toepassingen zijn nog zeldzaam.” (zie kader).

De wetenschap slaagt er in om de geografische herkomst aan de hand van DNA te voorspellen, omdat er variatie bestaat in het DNA van mensen in verschillende regio’s. Die zijn ontstaan doordat de in Oost-Afrika ontstane moderne mens in verschillende migratiegolven de hele wereld bevolkte. Dat duurde tienduizenden jaren en in die tijd veranderde het DNA, waarschijnlijk in een vast tempo. Het is dus een kwestie van migratie en evolutie. Nieuwe gebieden worden meestal door een beperkt aantal mensen bevolkt. Er zijn meer achterblijvers. In die achterblijvers is de DNA-variatie groter dan in de kleine groep die wegtrekt.

kenmerken

Dat verschil in variatie gebruikte Kayser. Zijn methode om de geografische herkomst binnen Europa op grond van een dna-test te bepalen, is gebaseerd op meer dan 300.000 variabele kenmerken op het dna. De methode is ontwikkeld voor forensisch gebruik, met subsidie van het Nederlands Forensisch Instituut. Kayser en zijn groep bepaalden die ruim 300.000 variabelen bij ruim 2.500 mensen uit heel Europa.

De 300.000 variabelen zijn SNP’s (single nucleotide polymorphisms). Een SNP is een unieke plaats in het DNA waar het gebruikelijke basepaar vaak door een ander vervangen is. Dat kan bijvoorbeeld bij tien procent van alle mensen gebeurd zijn, maar soms ook wel bij de helft. SNP’s kúnnen levensbedreigende ziekmakende mutaties zijn, maar die zijn zeer zeldzaam. Het is duidelijk dat ermee te leven valt – anders zouden ze niet veel voorkomen.

Er zijn waarschijnlijk wel 30 miljoen plaatsen in het DNA van 3 miljard baseparen waar een SNP bestaat. Inmiddels zijn er ruim 3 miljoen beschreven, waarvan sommige enige invloed hebben op een ziekte. Kayser keek naar SNP’s op de 22 niet-geslachtsgebonden chromosomen die de mens in iedere celkern draagt.

De 300.000 SNP’s die Kayser en zijn groep gebruikten, zijn tegenwoordig binnen twee dagen te meten, met DNA-chips van het Amerikaanse bedrijf Affymetrix. Zo werd van ruim 2.500 Europeanen precies bekend welke baseparen hun 300.000 SNP’s karakteriseren.

“Na de statistische verwerking van die gegevens”, zegt Kayser, “kunnen we zeggen dat de genetische verschillen binnen Europa zeer klein zijn. Maar ze zijn groot genoeg om van een Europeaan te zeggen uit welk deel van Europa hij komt, omdat we een grote relatie vonden tussen DNA-kenmerken van een persoon en de geografische herkomst binnen Europa.”

De moderne mens trok circa 40.000 jaar geleden voor het eerst Europa binnen, van zuidoost naar noordwest. Er volgde een terugtocht toen 30.000 jaar geleden de laatste ijstijd begon. Kayser: “Er waren drie grote vluchtplaatsen waar mensen in Europa overleefden: op het Iberisch schiereiland, zuidelijk van de Italiaanse Alpen en op de Balkan.” Rond 10.000 jaar geleden was het ijs voldoende teruggetrokken om de rest van Europa voor de tweede keer te bevolken. De derde golf nieuwelingen kwam er vrijwel meteen achteraan. Het waren de landbouwers uit het Midden-Oosten die de jager-verzamelaars verdreven. Rond 5.000 voor Christus hadden de landbouwers ook de Noord-Europese landen bereikt.

“Wat wij in onze analyses zien, bevestigt wat we op basis van archeologische vondsten al weten over die oude migratiestromen. Wij zien sporen van die zuid-noord-migraties in de DNA-diversiteit. Die genetische diversiteit, gebaseerd op alle 300.000 gemeten SNP’s neemt af van het zuiden naar het noorden”, legt Kayser uit aan de hand van de figuren in de publicatie. In het noorden is dus minder genetische variatie.

selectiedruk

De groep van Kayser zocht ook uit welke van de 300.000 SNP’s eigenlijk de mééste geografische informatie verschaften: “In de top-100 van snP’s die de geografische spreiding het best weergeven, zijn er veel die in de buurt van genen liggen die in de recente evolutionaire geschiedenis onder positieve selectiedruk hebben gestaan.” Positieve selectiedruk leidt tot genetische aanpassing aan specifieke omgevingsfactoren. Veel van de top-100-SNP’s liggen bijvoorbeeld rond het lactase-gen. Lactase is het enzym dat melksuikers (lactose) splitst in voor de mens bruikbare voedingsstoffen. Wie het ongemuteerde gen draagt, krijgt na zijn babytijd last van buik en darmen na het drinken van melk. Kayser: “Er zijn grote verschillen rond dat lacatasegen binnen Europa, en die zijn sterk verbonden met de domesticatie van de koe. Vrijwel alle mensen in de noordelijke populaties – ook in Nederland – dragen de mutatie die het verteren van melk op volwassen leeftijd mogelijk maakt. Je ziet een sterke zuid- naar noordgradiënt als je naar de veranderingen rond dit gen kijkt.”

Maar afgezien van de verbondenheid met de koe die in het noorden groter was, verschillen de omgevingsfactoren binnen de Europese regio’s maar weinig. Dit zorgt ervoor dat genetische verschillen tussen de Europeanen maar klein zijn.

Het aangespoelde Maaslijk was een bedacht geval. Wordt deze database al echt gebruikt? “De politie heeft ons tot nu toe één verzoek gedaan om de geografische origine van een onbekend lijk te bepalen. Het was precies het scenario van het bedachte Maaslijk. De politie vond een lichaam, of lichaamsdelen en had geen idee wie het was, of wie hem vermoord had. Want het was een moord. Nee, ik zeg niet welke zaak het is. Het onderzoek loopt nog.”

In het onderzoek naar de verkrachting en moord op Marianne Vaatstra speelt de geografische herkomst van de dader ook een grote rol. Zij werd op 1 mei 1999 in Veenklooster vermoord, op een kilometer afstand van een asielzoekerscentrum. Een tijd waren twee mannen uit het Midden-Oosten verdacht. Maar analyse van het Y-chromosoom (zie kader) uit lichaamsmateriaal van de dader wees uiteindelijk op een Europese dader. Kayser: “Vervolgens is de vraag: uit welke Europese regio komt de dader? Met onze database kun je wellicht achterhalen of je in Nederland of wellicht in Oost-Europa moet zoeken.”

Probleem is nu nog dat voor het nieuwe onderzoek relatief veel DNA van goede kwaliteit nodig is. Kayser: “Een bloeddruppel is vaak te weinig. Vervolgens is de ouderdom van het DNA belangrijk. In een verse druppel kan het DNA nog goed zijn. Maar als het dagen of weken oud is, is het DNA uiteen aan het vallen. De DNA-chip werkt dan niet goed. We werken nu aan een test die met minder kwaliteit en kwantiteit van het DNA toe kan.”

Een lijk bevat altijd genoeg DNA, maar blijft dat lang goed? Kayser: “Zelfs als zo’n lichaam een half jaar in het water heeft gelegen, kun je misschien nog een kies vinden waarin het DNA beter beschermd lag.”

    • Wim Köhler