2010 Facharbeit Ugur

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Universitäre Forschung und Anwendungsverfahren der Biologie als Bestandteile der Kriminalistik

Von Enes Ugur
Ruhrtal-Gymnasium Schwerte
12 (damals)
2010/2011

[Weitere Facharbeiten über Insekten] [Weitere Facharbeiten über DNA] [Mehr zu Crime & Co.] [Über MB]

Einleitung

Am 15. März 44 v. Chr. stürzte ein Verbrechen ein ganzes Imperium in Aufruhr. Die Rede ist von dem sog. Tyrannenmord an Gaius Julius Caesar, an dem nach antiken Quellen 27 Täter beteiligt sein sollen. Ein Großteil jener Caesarmörder begann Suizid oder wurde getötet, sodass lediglich wenige überleben konnten. Auch wenn die Hauptakteure eindeutig zu bestimmen sind, gibt es dennoch eine Reihe an Personen, denen im Nachhinein keine eindeutige bzw. überhaupt keine Schuld zugeschrieben werden kann.

Selbstverständlich wäre es mit den damaligen „kriminalistischen“ Mitteln unmöglich gewesen diesen Mordfall aufzuklären. Heutzutage wäre es forensischen Ermittlern und Wissenschaftlern jedoch vermutlich gelungen die wahren Täter ausfindig zu machen. Denn die moderne Kriminalistik beruht auf dem Locard’schen Gesetz nach dem mit jeder Berührung auch eine „Materialübertragung“ stattfindet [John D. Wright 2009]. So hätte man mithilfe von Blutspuren an der Kleidung der Täter, ihrer Fingerabdrücke am Tatort oder anhand kleinster Spuren wie Haare oder gar Schuppen sie ausfindig machen können, um Unschuldige bewahren und Schuldige bestrafen zu können. Somit ist dieser Fall aus kriminalistischer Sicht auch deshalb interessant, weil sie seit jeher nicht nur der Entlarvung der Täter, sondern auch dem Schutze der Unschuldigen dient.

Nun, wie man an diesem Kriminalfall erkennen kann, ist es ohne besondere kriminalistische Verfahren kaum möglich, komplizierte Fälle zu lösen. So werden ständig neue Verfahren entwickelt, um diesem Bedarf entgegenzukommen. In der vorliegenden Facharbeit soll es lediglich um die wichtigsten kriminalistischen Verfahren (nach Meinung des Autors) auf der Basis der Biologie gehen. So werden Bereiche wie die forensische Daktyloskopie, Odontologie und insbesondere der forensischen Hämogenetik sowie der klassischen Rechtsmedizin und der Entomologie abgedeckt.

Ferner versucht die Forensik Fragen nach dem Todeszeitpunkt, der Todesursache und nach der Identität des Täters (oder auch ggf. nach der Identität des Opfers) zu beantworten. Im Hinblick auf die Kernfrage nach dem besten Typisierungsverfahren werden im Hauptteil unterschiedliche Verfahren insbesondere mit genetischem aber auch mit odontologischem und daktyloskopischem Hintergrund, welche vorzugsweise an universitären Einrichtungen angewandt werden, vorgeführt und bewertet. Methoden zur Feststellung des Todeszeitpunktes und der Todesursache sollen im Abschnitt über die rechtsmedizinische Obduktion und der forensischen Entomologie dargestellt werden.

Vorstellung einiger der wichtigsten kriminalbiologischen Verfahren

Zur Erfassung der Todeszeit und der Todesursache (s. 1-2) und Erstellung eines Täter- bzw. Opferprofils (s. 3-5) werden im Folgenden unterschiedliche Disziplinen der Forensik aufgeführt. Da der Schwerpunkt auf der Rechtsmedizin und insbesondere auf der forensischen Hämogenetik liegt, werden die anderen Bereiche jedoch nur kurz präsentiert.

Die klassische Rechtsmedizin

Medizinische Sachverständige nahmen bereits in der Antike eine wichtige Rolle in der Aufklärung von Verbrechen ein. Daher erleichtern Rechtsmediziner die Ermittlungen der Polizei und der Staatsanwaltschaft enorm, indem sie beispielsweise den Todeszeitpunkt und die Todesursache feststellen. Heutzutage werden bei jährlich ca. 900000 Todesfällen lediglich 27000 – 45000 Obduktionen vorgenommen, weshalb im Schnitt 1200 – 2400 Tötungsdelikte ungeklärt bleiben [Michael Tsokos 2009]. So beschweren sich insbesondere Rechtsmediziner über zu wenig Autopsien, weshalb eine Obduzentin des Dortmunder Instituts für Rechtsmedizin auf die Frage hin, was denn an der Rechtsmedizin verbesserungswürdig sei, auf die Notwendigkeit von mehr Sektionen für die Aufklärung von ungeklärten Todesursachen hinwies.

Darüberhinaus unterstützen sie die Ermittler in Fällen von rechtserheblichen Körperverletzungen, bei unklaren und unerwarteten Todesfällen und bei der Abgrenzung von natürlichem Tod, Unfall, Selbstmord sowie Tötung durch fremde Hand [vgl. Aufgabenkatalog der Deutschen Gesellschaft für Rechtsmedizin]. Dabei richten sich die Rechtsmediziner ganz nach dem Grundsatz „Mortui vivos docent – die Toten lehren die Lebenden [Michael Tsokos 2009]“.

Hospitation im rechtsmedizinischen Institut in Dortmund

Am 20.01.10 durfte ich einer Obduktion beiwohnen. Es handelte sich bei dem Opfer um eine 40 jährige Dame, welche beim Überqueren einer Straße von einem Auto angefahren und von einem weiteren leicht erfasst worden ist, was jedoch nicht klar festgestellt werden konnte, da das zweite Fahrzeug nicht von der Polizei begutachtet worden war. Als Todesursache ist zunächst einmal ein schweres Schädel-Hirn-Trauma vermutet worden.

Zum Unfallhergang ist ferner zu sagen, dass das Opfer die Straße aus Sicht des PKWs von rechts betreten hat, wobei es zunächst zum primären Anstoß gekommen ist, bei dem das Opfer an seinem linken Schienbein von der Stoßstange des Tatfahrzeuges erfasst wurde. Als nächstes ist das Opfer mit dem gesamten Oberkörper auf die Motorhaube geprallt, was höchstwahrscheinlich die tödlichen Verletzungen herbeigeführt hat.

Hierauf hat das Bremsen des geschockten Autofahrers dazugeführt, dass das Opfer weiter in Fahrtrichtung geschleudert wurde, wobei sie von einem Auto aus entgegengesetzter Richtung vermutlich leicht gestreift worden ist.

Da es nur eine „Routine-Obduktion“ war, fanden sich unter den Anwesenden lediglich der Chefarzt, seine zwei Sektionsassistenten und ein Unfallanalytiker der DEKRA. Bei Kapitalverbrechen ist jedoch immer mindestens ein Ermittler anwesend. Zudem ist die Beglaubigung eines Staatsanwaltes sogar verpflichtend, aber in Dortmund mache man auch einige Ausnahmen, so einer der Assistenzärzte (für den genauen Obduktionshergang s. Anhang).

Anlass zur Obduktion und hypothetischer Unfallhergang

Der Obduzent erstellte zusammen mit dem Unfallanalytiker folgenden Unfallhergang:
Als das Opfer über die Straße ging und von links angefahren wurde, kam es zunächst augenblicklich zu einer sog. Stoßstangenfraktur, welche auch Auskunft über die Richtung der Krafteinwirkung gibt. Denn bei Frakturen dieser Art kommt es oft zur Bildung eines Kompressionskeils(s.Abb.1). Als nächstes prallte ihr Oberkörper und ihr Kopf gegen die Motorhaube wobei das Gehirn zunächst auf die innen Seite der Schädeldecke prallte und anschließend, was noch viel ‚effektiver‘ war, in der entgegengesetzten Richtung aufschlug (Coup und Contrecoup, s.Abb.2). Dabei kam es zu den Blutungen in den Hirnkammern und der Zerquetschung des Hirnstammes. Eine dieser Verletzungen würde gewöhnlich bereits ausreichen, um zum sofortigen Tod zu führen, denn während der Hirnstamm der Atmung sowie der Blutzirkulation dient und zudem sehr viel an Nervengewebe beherbergt (s.Abb.3), so sorgen die Gehirnkammern für das Umspülen des Gehirns und des Rückenmarks mit Gehirnflüssigkeit, um so vor Verletzungen und Entzündungen zu schützen (s.Abb.4) [vgl. Peter Abrahams 2009]. Daher konnte mit Sicherheit festgestellt werden, dass der erste Aufschlag unmittelbar die Todesursache gewesen ist. Jedoch herrschten Unklarheiten über den Grund der Armfraktur. Entweder kam es hierzu bereits beim ersten Aufprall oder, was wahrscheinlicher zu sein scheint, da der Arm viele Hautschürfungen aufweist, er wurde erst beim Zusammenprall mit dem zweiten Auto oder gar beim Aufprall auf den Boden gebrochen.

Auswertung und Interpretation anhand der vorliegenden Fakten

Abschließend ist anzumerken, dass einige Feststellungen seitens der Rechtmediziner auch als Spekulationen betrachtet werden können, da insbesondere die Schürfungen am linken Arm des Opfers meiner Meinung nach auf eine Fraktur nach dem Aufschlag auf den Boden hinweisen, was jedoch nicht der Ansicht der Obduzenten entspricht.

Auf dem Feld der klassischen Rechtsmedizin wird nach Aussage des leitenden Obduzenten vergleichsweise weniger Forschung betrieben als bei anderen forensischen Disziplinen. Jedoch gäbe es auch hier Bestrebungen den Medizinern die Arbeit mit neuartigen Methoden wie der „Virtopsy“ zu erleichtern (s.Abb.5).

Die forensische Entomologie

Diese Wissenschaft befasst sich hauptsächlich mit Insekten und ihren Larven an Toten. Anhand der Lebenszyklen können beispielsweise Vermutungen über den Todeszeitpunkt gemacht werden. Als klassisches Beispiel soll hier die Schmeißfliege (der Art Lucilia sericata) dienen, welche oft innerhalb der ersten Stunden nach Todeseintritt den Leichnam befällt, um ihre Eier zu legen. Diese Schlüpfen bereits nach 24 h. Anhand der Länge dieser Larven lassen sich nun Rückschlüsse auf ihr Alter machen, denn nach den ersten drei Tagen haben sie eine Länge von ca. 0,5cm. Dann dauert es sechs bis zehn Tage bis zur Verpuppung. Zwölf Tage später erscheinen ausgewachsene Fliegen und der Lebenszyklus beginnt von neuem (s. Abb.6).

Weitere Untersuchungsmöglichkeiten geben Auskunft über evtl. Vergiftungen, da die Insekten Giftstoffe aufnehmen können. Dies ist insofern von Vorteil, als dass Körperflüssigkeiten und Gewebe innerhalb kurzer Zeit verwesen.

Betrachtet man die Insektenart, so kann man anhand dessen auch feststellen, ob die Leiche bewegt wurde, da manche Insekten ihre Eier nur im Freien ablegen, wogegen andere nur in Gebäuden überleben können. Hinzu kommen Umweltfaktoren wie die Intensität der Sonneneinstrahlung und der Temperatur(s.Abb.7).

Ein großer Nachteil der forensischen Entomologie beruht auf der Tatsache, dass neben Umweltfaktoren zudem menschliche Einflüsse die Erstellung eines sicheren Ergebnisses enorm verzögern können.

Die forensische Daktyloskopie

Die moderne Daktyloskopie beruht auf den Erkenntnissen von EDWARD RICHARD HENRY und einigen indischen Forschern, die im 19. Jahrhundert gemeinsam das „Alphabet der Fingerabdrücke“ entwickelt haben. Die Rede ist von der Klassifizierung der Fingerabdruck-Sätze, welche über die Papillarleisten (charakteristische Linien auf der Haut) erfolgt.

Dabei geht man nach einer Dreiteilung der Papillarleisten in Bögen, Schleifen und Wirbel (Abb.8).

Der Vorteil dieser Methode liegt zum einen darin, dass Fingerabdrücke unveränderlich sind und allgemeine Muster (wie Bögen, Schleifen und Wirbel) aufweisen und zum anderen eignen sich die Fingerabdrücke der Identifizierung von Tätern wohl am besten, da sie bei jedem Menschen einzigartig sind. Das schließt auch eineiige Zwillinge mit ein, weshalb sich diese Methode aufgrund seiner Einfachheit oft sogar besser eignet als moderne Gentests, vor allem auch deshalb, weil diese viel günstiger sind.

Außerdem werden heute Fingerabdrücke in modernen Datenbanken (AFIS in den USA) oder wie hierzulande auf biometrischen Ausweisen gesichert, weshalb die Identifizierung von Personen nur eine Frage der Notwendigkeit ist. "Big Brother" lässt grüßen.

Die forensische Odontologie

Dieses Teilgebiet der modernen Rechtsmedizin bedient sich der biologischen Beschaffenheit der Zähne, um den Forschern eine Individualidentifizierung zu ermöglichen. So kommt diese Methode aufgrund der Stabilität und Langlebigkeit der Zähne insbesondere bei stark verwesten Toten und Opfern von Natur- und Verkehrskatastrophen zur Verwendung. Die genaue Identifikation wird anhand von besonderen Charakteristika der Zähne, die nur jene Person aufweist, vorgenommen. Hinzu kommt, dass es möglich ist, Bissspuren an einem Leichnam mit dem Gebiss eines Verdächtigen abzugleichen, um diesen zu überführen. Auch hier sind die Vor- und Nachteile recht eindeutig zu bestimmen:

Die Zähne sind das härteste Körpermaterial, das wir Menschen besitzen, weshalb odontologische Identifikationsverfahren in etwa so viel aussagen können wie daktyloskopische oder hämogenetische. Daher wurde auch der Begriff Dental Fingerprinting geprägt. Vor allen Dingen können sie auch nach Jahrtausenden genutzt werden, was z.B. bei DNA-Tests meist nicht mehr möglich ist.

Jedoch muss der Identifikation eines Opfers immer eine zahnärztliche Untersuchung vorangehen (s.CHIP – Child Identification Programm in den USA), denn ohne Unterlagen kann ein Opfer nur in den seltensten Fällen identifiziert werden, was sich bei Fingerabdrücken wesentlich unproblematischer gestaltet. Somit kann man bei alten Leichen, von denen es keine odontologischen Aufzeichnungen gibt, nicht viel mehr als z.B. die ethnische Zugehörigkeit sowie das Alter.

Die moderne Hämogenetik holt dagegen auf, denn es werden immer neuere Methoden entwickelt, um selbst aus den kleinsten DNA-Spuren (und seien sie noch so sehr degradiert) zumindest einen ungefähren genetischen Fingerabdruck liefern zu können.

Die forensische Hämogenetik

„Forensische DNA-Analyse ist keine Einzeltechnik, sondern ein Bündel von Methoden, die auf das menschliche Genom zurückgreifen [John D. Wright 2009].“ So wurden seit der Entdeckung des „genetischen Fingerabdruckes“ (von ALEC JEFFREYS) unterschiedliche Methoden entwickelt, um einen Menschen typisieren zu können. Sie beruhen aber alle auf der Heterogenität der DNA, ohne die höchstens eine Speziestypisierung möglich wäre, nicht aber eine Individualtypisierung (oder nur sehr schwer).

In der Forensik wird neben den Genprodukten der kodierenden DNA (etwa Blutgruppen) insbesondere die nichtkodierende DNA untersucht, da diese die sogenannte Satelliten-DNA enthält. Dabei handelt es sich um hoch repetitive Abschnitte eines eukaryontischen Genoms, die bei uns Menschen etwa 30 % (s. Abb. 10) der DNA ausmachen. Erst aufgrund dieser Tatsache sind überhaupt DNA-Tests so einfach durchzuführen.

Im Folgenden soll eine Antwort auf die Kernfrage nach dem „besten Typisierungsverfahren“ geliefert werden, wobei auf die enge Auswahl aufgrund der Vorgaben hingewiesen sei. Daher wird zu Beginn das Grundgerüst jener Verfahren der Hämogenetik bestehend aus dem klassischen PCR-Verfahren (Polymerase-Kettenreaktion) und der Gelelektrophorese bzw. Kapillarelektrophorese anhand eines der einfachsten DNA-Typisierungsverfahrens, das RFLP-Verfahren (Restriktionsfragment-Längenpolymorphismus), beschrieben. Hierauf folgen einige biometrischer Identifikationsmethoden wie das STR- und SNP-Verfahren sowie der mitochondrialen- (und Y-chromosomalen-)DNA-Analyse.

PCR-Verfahren und Gel-bzw.-Kapillarelektrophorese am Beispiel des RFLP- Verfahrens

Für die RFLP-Methode werden lange art- oder individualspezifische DNA-Fragmente (bis zu 20000 Bp lang) aus dem Erbgut mithilfe von Restriktionsenzymen getrennt, mittels PCR amplifiziert und über die Gel- bzw. Kapillarelektrophorese sequenziert (s.Abb.11, 12).

Zunächst wird die DNA isoliert, was durch Zugabe von Enzymen (z.B. Proteinase K), Wasch-und Elutionspuffer sowie weiteren denaturierenden Agenzien geschieht.

Im zweiten Schritt werden die definierten DNA-Abschnitte mithilfe eines Thermocyclers amplifiziert, indem vorher in das Lysat die entsprechenden Primer, eine thermostabile Taq-Polymerase, ein Rektionspuffer und viele Nucleotide (dNTP’s) hinzugegeben werden.Die darauffolgende Polymerase-Kettenreaktion besteht aus drei Schritten, welche je nach Bedarf 30-35-mal wiederholt werden (Gesamtdauer ca. 2-3h). So beginnt die Reaktion mit einem Denaturierungsschritt (ca. 1 Minute; für die Entstehung von Einzelsträngen) bei 94°C, welche von der Primer-Annealing-Phase bei ca. 49°C gefolgt wird (ca.1 Minute; Primer binden an ihre Komplementärstruktur der Ursprungs-DNA). Zuletzt geht die Apparatur in die Extension-Phase über (ca. 2 Minuten bei 72°C), in der die Primer anfangen, neue komplementäre DNA-Stränge zu bilden. Hierauf beginnt erneut ein neuer Zyklus, wodurch am Ende eine große Menge an vorher festgelegten DNA-Fragmenten amplifiziert wird.

Um nun die erhaltenen Fragmente zur Spezies- oder Individualtypisierung nutzen zu können, werden im dritten Schritt die Proben einem Restriktionsverdau unterzogen, bei dem spezielle Enzyme genutzt werden, um art- bzw. individualspezifische Fragmente erhalten zu können.

Diese werden im letzten Schritt, der elektrophoretischen Detektion, mithilfe eines Agarose- oder Polyacrylamid-Gels bzw. eines „Sequenzers“ erfasst. Die Agarosegelelektrophorese beruht auf der Tatsache, dass die DNA negativ geladen ist und deshalb vom negativen Pol (Kathode) zum positiven (Anode) migriert. Dabei wirken sich die Eigenschaften des Gels auf die einzelnen Fragmente verlangsamend aus, wobei die leichtesten DNA-Abschnitte (solche mit der geringsten Anzahl an Bp) am weitesten migrieren, was mitunter daran liegt, dass diese sich leichter und schneller durch das porenhaltige Gel bewegen können. Da das Polyacrylamid-Gel jedoch feinporiger ist, wird es heutzutage bevorzugt genutzt, auch wenn die Herstellung aufwendiger ist. Nun lassen sich Basensequenzen, bei denen beispielsweise eine Punktmutation an der Restriktionsschnittstelle vorliegt (aufgrund des Verlustes der Schnittstelle) von den restlichen DNA-Fragmenten (desselben Abschnittes) durch Anfärben mit einem Fluoreszenzfarbstoff unter UV-Beleuchtung darstellen. Bei wichtigen kriminalistischen Fragen stützt man sich aber auf moderne „Sequenzer“, die eine Kapillarelektrophorese vornehmen, was über eine Software (z.B. GeneMapper®, oder GeneScan®) ein digitales Ergebnis liefert.

Dabei wird bereits vor der PCR dem Lysat ein Flourochrom-markierter Primer zugesetzt, wodurch die Apparatur mithilfe von Floureszenssignalen die einzelnen Längenfragmente farblich unterscheiden kann. Der größte Vorteil eines Sequenzers liegt jedoch in der Möglichkeit, eine Basensequenzanalyse durchführen zu können, bei der die genaue Basenabfolge bestimmt werden kann.

Vaterschaftsbegutachten anhand einer STR-Analyse

Theoretische Grundlagen

Eine STR-Analyse erfolgt ähnlich wie eine RFLP-Analyse, nur dass hierfür die Mikrosatelliten-DNA (oder auch Short Tandem Repeats; Grundeinheiten von drei bis fünf Nukleotiden, die sich fünf- bis ca. hundertfach wiederholen) mithilfe von Primern und ohne den Zusatz von Restriktionsenzymen amplifiziert werden (für das Versuchsprotokoll der Hospitation s. Anhang). Da es im menschlichen Genom hunderttausender STRs gibt, hat man sich auf europäischer Basis auf sieben spezifische geeinigt (in Deutschland sind es acht), die bei jedem Menschen vorkommen (THO1, VWA, FGA, D21S11, D3S1358, D8S1179, SE33 und D18S51). Die Individualzuordnung kann lediglich über deren Repeathäufigkeit (Wiederholungshäufigkeit) erfolgen, denn diese STRs unterliegen der Polyallelie, weshalb einige STRs in über 20 verschiedenen Formen in der Bevölkerung auftreten (s.Abb.12).

Die Methode bei der bis zu 16 STR-Systeme (dabei sind die zuvor genannten inbegriffen) zugleich analysiert werden können, wird Multiplex-Verfahren genannt, wobei sie meist über kommerziell angebotene Reagenzien-Kits erfolgt (z.B. von Applied Biosystems), was letztlich mithilfe der Kapillarelektrophorese eine hochinformative Darstellung liefert, die jedoch oft ungenauer sei als die Einzeldarstellung, so Professor K. Olek (man beachte, dass für Vaterschaftsbegutachtungen meist 16 STR-Systeme überprüft werden, wobei dies auch von Labor zu Labor anders sein kann; in Kriminalfällen nutzt man in Deutschland nur acht von diesen).

So enthält der STR-Lokus THO1 zwischen sechs und zehn Wiederholungen, welche dementsprechend als Allel 6, Allel 7, usw. bezeichnet werden. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, dass ein Kind auf einem Chromosom den THO1 mit siebenfacher Wiederholung und denselben Lokus auf dem Schwesterchromosom mit zehnfacher Wiederholung geerbt hat, so muss der (Putativ-)Vater (man gehe davon aus, dass die Mutter homogen für ein THO1 mit sechsfacher Wiederholung ist) auf mindestens einem Chromosom ein THO1-Lokus mit zehn Wiederholungseinheiten haben (s.Abb.13).

Um eine möglichst genaue Aussage liefern zu können wird auf die Übereinstimmung in allen vorgegebenen STR-Loki insbesondere seitens des Staates großer Wert gelegt. So gilt eine Vaterschaft gesetzlich nur als „höchst wahrscheinlich“ [Mark Benecke 2008], wenn eine Übereinstimmung in mindestens 14 Loki vorliegt. Bei der Übereinstimmung aller Loki beträgt die Wahrscheinlichkeit 99,9999 % (=„praktisch erwiesen“ [Ebd.]) für eine Vaterschaft.

Auswertung des Ergebnisses

Wie sich anhand der Abbildung 12 erkennen lässt kann man zunächst einmal sicher davon ausgehen, dass die erste Probandin auch wirklich die Mutter ist, da in allen vier STR-Systemen Übereinstimmungen vorliegen (man nehme auch an, dass alle übrigen STR-Loki sowohl bei Mutter als auch beim Putativvater übereinstimmen) und die Wahrscheinlichkeit, dass eine andere Person denselben Genotyp der Mutter hat, bei ca. 5,4487 *10-7 % liegt (0,1656*0,1025*0,0001*0,321; Wahrscheinlichkeiten nach Burkhard Madea 2006), wobei die restlichen STR-Systeme nicht einberechnet sind. Der Putativvater dagegen kann möglicherweise die STR-Systeme CSF1PO (mit dem Allel 9), TPOX (mit dem Allel 11) und vWF (mit dem Allel 16 vererbt haben. Da der Vater für das THO1 das Allel 9 besitzt und der Sohn dagegen das Allel 9.3 von dem Vater erben müsste, ist eine „praktisch erwiesene“ Vaterschaft nur mithilfe der STR-Analyse nicht zu bestimmen, auch wenn zwischen dem Allel 9 und Allel 9.3 in der Basensequenz kaum ein Unterschied vorliegt und man in diesem Fall die Abweichung mit einer Mutation begründen könnte (wenn man weiterhin davon ausgeht, dass in allen anderen 15 STR-Systemen nur Übereinstimmungen vorliegen).

Nach Aussage einer Rheinbacher Laborandin führt man solchen Fällen zur Sicherheit eine SNP-Analyse durch, da diese weitaus (individual-)spezifischer sein kann.

Paternitätstest anhand einer SNP-Analyse

Theoretische Grundlagen

SNPs sind Einzel-Nukleotid Polymorphismen (Single Nucleotide Polymorphisms), also besondere Punktmutationen, die in der Bevölkerung mit einer Wahrscheinlichkeit von mindestens 1 % vorkommen. In der Kriminalistik wird diese Methode oft aufgrund ihrer hohen Spezifität genutzt (im menschlichen Genom geht man von weit über drei Millionen SNPs aus). Aber aufgrund der Tatsache, dass für ein SNP immer nur zwei Allelen, nämlich der Normaltyp und die mutierte Form, vorliegen können, gehen Experten davon aus, dass immer 50 SNPs dieselbe Aussagekraft haben wie 10 STRs. Oft werden die SNPs auf sehr kurzen Amplikons (DNA-Fragmente als Produkte einer Amplifizierung; ca. 50-100 Bp lang) vermehrt, sodass Spurenmaterial leichter mit dem Original verglichen werden kann. Bis auf diesen Schritt sind beide Typisierungsverfahren bezüglich ihrer Ausführung und Auswertung weitgehend äquivalent, weshalb hier auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird.

(Fiktives) Ergebnis und Auswertung

Geht man als nächstes davon aus, dass Putativvater und Kind in 48 Fällen identische SNPs haben (s. Abb.14) und in den restlichen 2 Fällen Abweichungen zu erkennen sind (s.Abb.15), kann man das Ergebnis der STR-Analyse hinzuziehend mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit von einer elterlichen Verwandtschaft ausgehen.

Um eine genaue Aussage machen zu können, müsste man stets Regionen auswählen, die sehr häufig von Mutationen betroffen sind. Dies kann jedoch auch zu verzerrten Ergebnissen führen, etwa wenn aufgrund von Punktmutationen der sichere Beweise für eine Verwandtschaft nur über mehrere unterschiedliche Tests erfolgen kann (s. Beispiel).

Da jedoch insbesondere in der nukleären DNA die Mutationsrate (beispielsweise im Vergleich zu mitochondrialer DNA) recht hoch ist (bis auf wenige Ausnahmen wie die Y-chromosomale DNA, welche durch STR-Analyse unter der Voraussetzung, dass das Kind ein Junge ist, noch genauere Ergebnisse liefern kann als dasselbe Verfahren bei somatischen Chromosomen), greifen forensische Ermittler oft auf die mitochondriale DNA (mtDNA, s.Abb.16) zurück. Für unseren hypothetischen Fall wäre dies jedoch nicht mehr nötig.

Individualzuordnungen durch mtDNA

In Kriminalfällen verwenden Ermittler im Gegensatz zu gewöhnlichen Vaterschaftsbegutachtungen nach Möglichkeit immer solche Bereiche der DNA, welche eine möglichst hohe Neumutationsrate aufweisen.

Hierzu zählt der sog. D-Loop, ein nichtkodierender Bereich auf der mtDNA (was die übrigen Regionen der mtDNA angeht, so gilt das in 5.3.2 gesagte). Dieser weist nämlich zwei hypervariable Regionen auf, die mittels einer PCR amplifiziert (jedoch oft nur durch die sog. Nested-PCR oder durch das LCN-Verfahren, welche bei geringer Menge an Spurenmaterial noch wirkungsvoller arbeiten) und im Anschluss sequenziert werden. So kann man Tatortmaterial mit dem Original abgleichen und erhält oft aufgrund der hohen Spezifität ein sehr genaues Ergebnis.

Des Weiteren wird die mtDNA nur über die materne Linie vererbt und da diese bis auf die genannten hypervariablen Regionen eine sehr niedrige Mutationsrate aufweist, sind die Haplotypen von Mutter und Nachkommen oft (weitgehend) identisch.

Bewertung deder DNA-Typisierungsverfahren

Die aufgeführten Typisierungsmethoden zeigen, dass die DNA-Tests nicht auf einer Ebene bewertet werden können wie Verfahren aus anderen forensischen Disziplinen, was darauf zurückzuführen ist, dass bestimmte hämogenetische Verfahren auch nur unter bestimmten Umständen mehr bzw. weniger nützlich sind. So ist eine RFLP-Analyse für kriminalistische Ermittlungen kaum mehr geeignet, da am Tatort meist nicht genügend Spurenmaterial vorliegt. Aufgrund der unkomplizierten Durchführung und Auswertung lässt es sich dagegen hervorragend mit dieser Methode arbeiten, wenn beispielsweise nur eine Speziestypisierung erfolgen soll.

Für eine Individualtypisierung ist eine STR-Analyse wesentlich sinnvoller, da sie eine höhere Spezifität aufweist. Sie allein kann jedoch in einigen Fällen nicht ausreichend sein (s. 5.3), weshalb die SNP-Analyse bei wichtigen kriminalistischen Verfahren eine gelungene Ergänzung darstellt. Der größte Vorteil der STR-Analyse beruht auf der Tatsache, dass es bereits große (inter-)nationale Datenbanken (z.B. DAD – DNA-Analyse-Datei des BKA) gibt, mithilfe derer sich die Zuordnung einer Probe enorm erleichtert. Werden diese Analyseverfahren an der nukleären DNA ausgeführt, so reicht es meistens für eine erfolgreiche Analyse trotzdem nicht aus, wenn beispielsweise nur ein telogenes Haar gefunden wird.

In so einem Fall ist es dann sinnvoller eine SNP-Analyse anhand der mtDNA auszuführen, da Mitochondrien in manchen somatischen Zellen bis zu tausend Kopien haben und somit mehr Erbmaterial zur Verfügung stellen können. Nachteil ist aber, dass bei genügend mtDNA bei der Analyse einer Probe manchmal mehrere Haplotypen festgestellt werden kann, obwohl diese von ein und derselben Person stammt (was auf die hohe Neumutationsrate der hypervariablen Regionen zurückzuführen ist). Zudem kann man die Methode nicht bei Vaterschaftsbegutachtungen anwenden, da eine Verwandtschaft nur bei Angehörigen derselben mütterlichen Linie erfolgen kann. Untersucht man darüberhinaus Bereiche der mtDNA, die außerhalb des D-Loops liegen, so kann nicht einmal zwischen Geschwistern oder anderen Verwandten derselben maternen Linie unterschieden werden. Dies kann den Umständen entsprechend von großer Hilfe sein (etwa in dem Fall von der russischen Zarenfamilie) oder das Ende der Ermittlungen unnötig verzögern.

So lässt sich abschließend über die Leistung und Aussagekraft von DNA-Typisierungsverfahren sagen, dass diese sich zwar mit dem Aufwand, den man betreibt, erhöhen, aber dies manchmal(z.B. aus Kosten- oder Zeitgründen) gar nicht möglich ist. Deshalb müssen Ermittler immer den Umständen entsprechend handeln, sodass sie eine möglichst effektive Methode wählen, ohne damit die Ermittlungen zu verzögen und unnötig viel an Steuergeldern verschwenden. Daher ist die Frage nach dem besten hämogenetischen Typisierungsverfahren zunächst einmal aus forensischer Perspektive völlig redundant.


Schlussbetrachtung

Wie die Ausführungen zeigen, werden die verschiedenen forensischen Disziplinen auch in unterschiedlichen Fällen angewandt. Bei großen Naturkatastrophen etwa (s. Erdbeben in Haiti oder großes Tsunami-Unglück im Jahre 2004) verzichten die Ermittler auf die Todeszeitenbestimmung (die Todesursache ist meist klar) und legen nur noch Wert auf die Individualzuordnung. Dies kann in einigen Fällen nur über odontologische Verfahren erfolgen, weil den Ermittlern vor Ort die benötigten Mittel für präzise genetische Verfahren fehlen. Stellt der Staat jedoch genug Gelder zur Verfügung (s. Terroranschlag am 9. September in New York) oder bieten internationale Organisationen ihre Hilfe an, so kann man mithilfe von aufwendigeren DNA-Tests, die auch bei Mischspuren noch einschlägige Ergebnisse liefern, leichter eine Individualzuordnung vornehmen.

Daktyloskopische Verfahren eigenen sich eigentlich immer in kriminalistischen Fällen, wobei erfahrene Täter oft diese Spuren zu verwischen wissen. Andere biologische Spuren (nach dem Locard’schen Gesetz sind immer Spuren am Tatort zu finden), die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, können dann mittels DNA-Analyse dem Täter möglicherweise zugeordnet werden. Somit sind daktyloskopische Verfahren leichter zu umgehen als solche aus der Hämogenetik. Odontologische Verfahren finden dagegen in der Forensik nur Anwendung, wenn ein Opfer identifiziert werden soll, nicht aber wenn es um die Individualzuordnung eines Täters geht (die Ausnahme bestätigt die Regel).

In Anbetracht der aufgeführten Tatsachen fällt es somit nicht leicht auf die Frage nach dem besten Typisierungsverfahren eine klare Antwort zu geben, denn auch hier gilt die Regel, dass aufwendige DNA-Tests zwar die genauesten Ergebnisse liefern können, dies aber immer den Umständen entsprechend in Erwägung gezogen werden sollte, etwa wenn durch ganz einfache daktyloskopische Verfahren keine Identifikation mehr möglich ist. -Außerdem liefern manchmal Beweise aus nicht-biologischen Gebieten der Forensik bereits genug Auskunft über die Identität des Täters.

Dennoch bleibt es dabei: Die besten Identifizierungsverfahren stellen heutzutage die hämogenetischen Verfahren dar, welche in Zukunft immer weiter verfeinert werden, sodass vorhandene Fehlerquellen umgangen werden, wie Forscher bereits heute plädieren. Die Tatsache, dass dieser Bereich der Forensik auf besonders viel Interesse und immer mehr Toleranz seitens der Bevölkerung stößt (den Forensik-Serien sei Dank), zeigt zudem, dass die Zukunft der Forensik immer mehr durch die Hämogenetik bestimmt werden wird, womit auf bessere Ergebnisse seitens der Ermittler gehofft werden kann, damit auch wirklich Schuldige bestraft und Unschuldige verschont bleiben und der Sinn und Zweck der Kriminalistik besser erfüllt werden kann.



Dr. rer. medic. Mark Benecke · Diplombiologe (verliehen in Deutschland) · Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für kriminaltechnische Sicherung, Untersuchung u. Auswertung von biologischen Spuren (IHK Köln) · Landsberg-Str. 16, 50678 Köln, Deutschland, E-Mail: forensic@benecke.com · www.benecke.com · Umsatzsteueridentifikationsnummer: ID: DE212749258 · Aufsichtsbehörde: Industrie- und Handelskammer zu Köln, Unter Sachsenhausen 10-26, 50667 Köln, Deutschland · Fallbearbeitung und Termine nur auf echtem Papier. Absprachen per E-mail sind nur vorläufige Gedanken und nicht bindend. 🌏 Mark Benecke, M. Sc., Ph.D. · Certified & Sworn In Forensic Biologist · International Forensic Research & Consulting · Postfach 250411 · 50520 Cologne · Germany · Emergencies: Text / SMS / text messages only (never call me): +49 171 177 1273 · Anonymous calls & suppressed numbers will never be answered. · Dies ist eine Notfall-Nummer nur für SMS in aktuellen, kriminalistischen Notfällen). Bitte rufen Sie niemals an. · If it is not a real emergency, send an e-mail, pls. · If it is an emergency, send a text message (SMS) · Facebook Fan Site · Benecke Homepage · Datenschutz-Erklärung · Impressum · Archive Page