Bestimmung des Alters biologischer Tatortspuren
Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Bislang war es nicht möglich, das Alter bzw. den Zeitpunkt der Entstehung einer biologischen Tatortspur zu bestimmen. Ein Kooperationsprojekt zwischen den Instituten für Rechtsmedizin Münster und Zürich hatte das Ziel, chemische Veränderungen an DNA, RNA und Proteinen zu untersuchen, um daraus das Alter einer Spur (engl. Time since Deposition, TsD) zu schätzen. Die Projektpartner in Zürich analysierten die Degradierung von RNA und Proteinen und erarbeiteten ein Vorhersagemodell für Blutproben, das auf Proteindegradierung beruht. Der vorliegende Bericht beschreibt hingegen die Ergebnisse des Teilprojekts zur DNA-Degradierung, das in Münster durchgeführt wurde: Zunächst konnte festgestellt werden, dass hydrolytische DNA-Schädigungen sensitiver nachgewiesen werden konnten, wenn der Investigator Quantiplex Pro Kit eine Modifikation mittels Uracil-DNA- Glykosylase erfuhr. Dies kann zukünftig genutzt werden, um DNA-Schädigungen in Tatortspuren besser bestimmen zu können. Mittels massiv-paralleler Sequenzierung konnte festgestellt werden, dass DNA-Sequenzänderungen in Abhängigkeit der Lagerungszeit auftreten. Die Auswertung der Sequenzierdaten wurde auf Varianten G>A und C>T fokussiert, da diese Veränderungen darstellen, die durch Umwelteinflüsse wie Hydrolyse zu erwarten sind. Es wurden 128 mögliche Stellen identifiziert, die anschließend in einem targeted Sequencing-Ansatz erneut überprüft wurde. Es konnten elf Stellen in der DNA einer Person identifiziert werden, die sowohl in Speichel als auch in Blut und unter verschiedenen Lagerungsbedingungen Veränderungen aufwiesen, die eine direkte Abhängigkeit zur Lagerungszeit der Spuren zeigten. Eine weitere Erkenntnis beruht darin, dass Molecular Beacons geeignete Sondensysteme für die quantitative Analyse artifizieller DNA-Sequenzänderungen durch Lagerung darstellen. Dabei bildet die Realtime-PCR eine kostengünstige Alternative zu massiv-parallelen bzw. targeted Sequencing- Methoden. Dies ist besonders von Interesse, da die hier erhobenen Daten klar zeigen, dass die Analyse lagerungsbedingter DNA-Änderungen offensichtlich für eine Person individuell erfolgen muss. Dies begründet sich daraus, dass sich Sequenzänderungen auf die tatsächlich ursprünglich vorliegende Sequenz einer Person beziehen muss. Die Analyse von betroffenen Loci ist mit Hilfe der Realtime-PCR deutlich flexibler und somit kostengünstiger zu realisieren als mit Hochdurchsatz- Sequenziermethoden. Die DNA-Quantifizierung unterschiedlich gelagerter Blutproben mittels RT-PCR zeigte eine signifikant höhere DNA-Ausbeute bei Proben, die bei 37°C gelagert wurden im Vergleich zu den bei Raumtemperatur oder bei 4°C gelagerten Proben. Bei diesen Proben konnte mit längerer Lagerungsdauer eine erhöhte DNA-Konzentration gemessen werden. Eine Kurzzeitlagerung von Blutproben bei 37°C scheint einen positiven Einfluss auf die Extraktionseffizienz der Proben zu haben, in wie fern dies auch mit dem Degradierungsstatus der Proben korreliert, sollte in einer weiteren Studie geprüft werden. Die hier dargestellten Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine wärmere und trockenere Lagerung über längere Zeiträume einen positiven Einfluss auf die Degradierung der Proben haben kann. Diese Erkenntnis ist überraschend, da es die gängige Annahme ist, dass Blutproben bzw. DNA-Extrakte am besten gekühlt, z.B. bei 4°C gelagert werden sollten. Das hier beschriebene Projekt nahm erfolgreich am DFG-Fotowettbewerb „wissenschaftliche Landschaften“ Teil. Ein Foto zum Projekt sowie eine kurze Beschreibung der Arbeiten findet sich im DFG-Jahreskalender 2024 (Monat Mai).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Detecting DNA damage in stored blood samples. Forensic Science, Medicine and Pathology, 19(1), 50-59.
Schulze, Johann Kristina; Bauer, Hannah; Wiegand, Peter; Pfeiffer, Heidi & Vennemann, Marielle
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Whole-genome sequencing of artificial single-nucleotide variants induced by DNA degradation in biological crime scene traces. International Journal of Legal Medicine, 137(1), 33-45.
Schulze, Johann Kristina; Bauer, Hannah; Wiegand, Peter; Pfeiffer, Heidi & Vennemann, Marielle
