Genetischer Fingerabdruck

Das Verfahren wurde 1984 von dem britischen Genetiker Alec Jeffreys an der University of Leicester entdeckt und 1985 erstmals publiziert.^[1] Die erste forensische Anwendung erfolgte 1986/87 (Aufklärung der sog. Pitchfork-Morde). An der Weiterentwicklung maßgeblich beteiligt war Bernd Brinkmann vom Institut für Rechtsmedizin der Universität Münster.

Die ursprüngliche, auf Minisatelliten basierende Multilocus-Methode wurde seither durch die PCR-gestützte Analyse kurzer STR-Loci abgelöst, die heute den Goldstandard bildet.^[2]

Die verwendeten molekularen Marker sind nicht-kodierende DNA-Abschnitte aus sich wiederholenden Einheiten (Tandem Repeats) spezieller Basenfolgen. Je nach Länge der Einheit unterscheidet man VNTR-Regionen (Variable Number of Tandem Repeats) mit etwa 10–60 Basenpaaren pro Einheit und STR-Regionen (Short Tandem Repeats) mit nur 1–6 Basenpaaren pro Einheit. Da Mutationen im nicht-kodierenden Bereich keine direkten phänotypischen Konsequenzen haben, sind sie hier besonders häufig. Sie führen dazu, dass die Anzahl der Wiederholungen interindividuell stark variiert.

Im Genom existieren zahlreiche Loci mit solchen repetitiven Einheiten. Je mehr Loci zur Analyse herangezogen werden, desto eindeutiger lässt sich das Ergebnis einer Person zuordnen. Moderne forensische Systeme typisieren daher eine größere Zahl an Kernloci (z.B. das europäische Standardset bzw. die 20 CODIS-Kernloci), wodurch sehr geringe Zufallstrefferwahrscheinlichkeiten erreicht werden. Lediglich bei eineiigen Zwillingen sind die Ergebnisse identisch, da sie über dieselbe Erbinformation verfügen – zwischen ihnen kann mit dem genetischen Fingerabdruck nicht unterschieden werden.^[2]

Die Sequenzen, die einen Locus flankieren, sind bei allen Menschen gleich und können durch Restriktionsenzyme oder Primer erkannt werden, sodass die VNTRs bzw. STRs spezifisch herausgeschnitten bzw. vermehrt werden können:

• RFLP (Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus): das historische Originalverfahren. Es benötigt vergleichsweise große Mengen hochmolekularer DNA (Größenordnung mehrere zehntausend Zellkerne), nutzt Restriktionsenzyme zum Schneiden an Erkennungssequenzen vor und hinter dem Locus und macht die Fragmente per Southern Blot mit (früher radioaktiv markierten) Gensonden sichtbar. Es ist heute weitgehend obsolet.
• PCR (Polymerase-Kettenreaktion): das aktuelle Standardverfahren. Mit spezifischen Primern werden die STR-Loci gezielt amplifiziert, auch aus sehr geringen DNA-Mengen (teils ≤15 Zellen).^[3] In der Praxis werden fluoreszenzmarkierte STR-Multiplex-Kits eingesetzt, die simultan zahlreiche Loci erfassen.

Die amplifizierten Fragmente werden heute überwiegend mittels Kapillarelektrophorese nach Größe aufgetrennt und über ihre Fluoreszenzmarkierung detektiert. Es ergibt sich ein individuelles Profil aus Allellängen.

Die Anwendungen sind vielfältig:

• Vaterschaftstest und Verwandtschaftsanalyse bzw. Abstammungsgutachten: Die Profile der beteiligten Personen werden verglichen. Beim Vaterschaftstest müssen sich die Allele des Kindes bei den Eltern wiederfinden, da das Kind je zur Hälfte die DNA von Mutter und Vater erbt. Allele beim Kind, die bei keinem Elternteil vorkommen, weisen auf eine Non-Paternität hin.
• Tier- und Pflanzengenetik: Auch hier lassen sich Verwandtschaftsbeziehungen untersuchen, meist im Rahmen phylogenetischer Fragestellungen.
• Medizin: u.a. Genomkartierung, Tumorbiologie und Transplantationsmedizin (HLA- und Chimärismus-Diagnostik).
• Kriminaltechnik: zentrales Mittel zum Täternachweis (Zuordnung von Tatortspuren) und zur Identifizierung unbekannter Personen, z.B. von Brandleichen.

Als Analysematerial eignet sich grundsätzlich alles, was kernhaltige Zellen enthält, etwa Haare, Speichel-, Blut- und Spermaspuren.

Über die autosomale STR-Typisierung hinaus stehen weitere Verfahren zur Verfügung: Y-chromosomale STRs (Y-STR), mitochondriale DNA (mtDNA) bei stark degradiertem Material, SNP-Marker sowie zunehmend das Massively Parallel Sequencing (MPS). Probabilistische Genotypisierung verbessert die Interpretation komplexer Mischspuren. Die forensische genetische Genealogie erweitert die Ermittlungsansätze.^[4]

In jüngerer Zeit sind mehrfach Täter ermittelt worden, weil Verwandte von ihnen frei zugängliche, kommerzielle Genom-Untersuchungen veranlaßt hatten, etwa um ihre Familienherkunft zu erfahren. Die Ermittlungsbehörden konnten aus solchen Datenbanken verwandtschaftliche Abhängigkeiten zu der unbekannten Person konstruieren, deren DNA-Spuren am Tatort gefunden wurden, und sie so identifizieren.

Hauptfehlerquellen sind heute präanalytische Faktoren wie das Vertauschen von Proben, Kontamination und Sekundärtransfer sowie Schwierigkeiten bei der Auswertung von Mischspuren und Spuren mit sehr geringer DNA-Menge (Low-Copy-Number-Analyse).^[4]

Bekannt geworden ist in diesem Zusammenhang das "Heilbronner Phantom". Nach dem Mord an einer Polizistin im April 2007 in Heilbronn wurde intensiv nach einer weiblichen Täterin gefahndet, von der schon bei einer Reihe anderer Straftaten DNA-Proben aufgetaucht waren. Es stellte sich heraus, dass die DNA von einer Mitarbeiterin stammte, die die Wattestäbchen für die Probenname verpackt hatte.