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Kartierung der forensischen Marker in der Rechtsmedizin

Kartierung der forensischen Marker in der Rechtsmedizin. S. Lieske. Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Geschichte. Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. HIPPOKRATES (460 - 377 v. Chr.)

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Kartierung der forensischen Marker in der Rechtsmedizin

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  1. Kartierung der forensischen Marker in der Rechtsmedizin S. Lieske Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

  2. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg HIPPOKRATES (460 - 377 v. Chr.) „Der Samen geht von dem gesamten Körper aus, gesunder von gesunden Teilen; kranker von kranken Teilen. Wenn nun von den Kahlköpfigen Kahlköpfige, von den Blauäugigen Blauäugige, von den Schielenden Schielende in der Regel gezeugt werden; und bei andern körperlichen Gebrechen dasselbe Gesetz obwaltet, was hindert da, dass von Langköpfigen Langköpfige gezeugt werden?„ ARISTOTELES (384 - 322 v. Chr.) Die Kinder werden ihren Eltern ähnlich geboren, sowohl am ganzen Körper als auch an einzelnen Teilen. Und zwar zeigt sich die Ähnlichkeit nicht nur in angeborenen, sondern auch in erworbenen Eigenschaften. Denn es ist vorgekommen, dass, wenn Eltern Narben hätten, die Kinder sie an derselben Stelle und in derselben Form aufwiesen. In Chalkedon z.B. zeigte sich bei einem Kind eines Vaters, der eine Brandmarke am Arm hatte, derselbe Buchstabe, nur nicht mehr so scharf ausgeprägt, sondern verschwommen."

  3. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Wissenschaftlich erstmals 1926 in Wien • Anthropologisches Gutachten • Äußere Merkmale • Hinterkopfaufnahmen • Kieferwinkelbreiten • 23. April 1931 Verfügung des Obersten Wiener Gerichtshofs • Fehlen einer erbbiologischen Untersuchung in einem Vaterschaftsprozess sei Verfahrensfehler • Dunkle Epoche während nationalsozialistischer Zeit • „Arierparagraph“ ab 1933 • „Amt für Rasseforschung“ Untersuchungen polygen bedingter Merkmale führen zu unsicheren und vielfach falschen Ergebnissen

  4. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Gregor Johann Mendel (1822-1884) • Kreuzexperimente mit Pisum sativum • „Mendelsche Regeln“ • „Vater der Genetik“ Karl Landsteiner (1868- 1943) • Entdecker des A-,B,-0-Blutgruppensystems • Entdeckung des Rhesusfaktors (Rh+, Rh-) • 1930 Nobelpreis

  5. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Blutgruppensysteme fast 50 Jahre dominierend • Im Verlauf Entdeckung weiterer polymorpher Blutgruppensysteme Krause, D. 1999 Erythrozyten- Systeme

  6. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Serumelektrophorese (1955 Smithies) • erster Serummarker: Haptoglobin (Hp1, Hp2 primär) Krause, D. 1999 Erythrozyten- Systeme

  7. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Erythrozytäre Enzympolymorphismen • Erweiterung der Untersuchungs- und Ausschlussmöglichkeiten Krause, D. 1999

  8. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thomas Hunt Morgan (1866- 1945) • Experimente mit Drosophila • Aufkläung der genetischen Kopplung • Entdeckung des Crossing-overs • Erste Chromosomenkarte • 1933 Nobelpreis

  9. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Oswald Theodore Avery (1877- 1955) • Desoxyribonukleinsäure als Träger der Erbsubstanz • zusammen mit Colin M. McLeod und Maclyn McCarthy • Im Laufe seiner Studien an Pneumokokken Francis Harry Compton Crick (1916 – 2004) James Dewey Watson (*1928) • 1953 • räumliches DNA- Bild

  10. Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Dr. Edward Southern • 1975 Southern Blotting • Visualisierung als Bandenmuster • radioaktive Exposition • oder alternative Methoden (z.B. lichtemmittierende Markierung) Prof. Sir Alec Jeffreys (*1950) • 1984 erster „DNA- Fingerprint“ als „Zufallsprodukt“ • Zunächst Verwendung durch britische Einwanderungsbehörde • Später auch zur Tätersuche/ -überführung

  11. DNA- Polymorphismen Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Mutabilität • z.B. durch ionisierende Strahlung (Hermann Joseph Muller - 1926) • z.B. Replikationsfehler • In codierenden und nichtcodierenden Abschnitten • Struktur- und Längenunterschiede Polymorphismen Nucleotidaustausch Repeatvarianten • Untersch. Anzahl von Tandem repeats • nahezu identische DNA- Blöcke RFLPs DNA- Chips SNAP- Shots SNP Minisatelliten (VNTRs) Microsatelliten (STRs) Satelliten MLS (multi locus systeme) SLS (single locus systeme) PCR- Systeme

  12. Nachweis von Polymorphismen Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg RFLPs (restriction fragment length polymorphisms) PCR (polymerase chain reaction) • Restriktionsenzyme • elekrophoretische Auftrennung • Southern-Blot (früher mit radioaktiven DNA- Sonden) • gezielte Vermehrung von DNA- Abschnitten • Viele Loci gleichzeitig möglich (z.B.: Powerplex 16) Nachteil • Hohe DNA Mengen nötig (ca. 5- 10 μg) • Hochmolekulare DNA • Überlagerung mehrerer Proben • geringe Spurenmengen nötig (ca. 0,2- 2 ng)

  13. DNA- Polymorphismen Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Vielzahl polymorpher DNA- Marker → geeignete Auswahl möglich • Gute Handhabbarkeit • Internationale Nomenklatur (Repeatanzahl) • Robuste Systeme • Klare Ergebnisse (geringe Neigung zu Stotterbanden) • Hohe forensische Effizienz • Polymorphic information content (PIC) • Power of discrimination (PD) • AVACH STR - Systeme

  14. Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Abstammungsbegutachtung Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Mindestens 12 Systeme auf 10 Chromosomen: • Normalerweise werden die beiden DNA- Systemkategorien verwendet.

  15. Methodik – Medline Recherche Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • 1990 - 2003 Forensic Science Journal of International Journal International Forensic Science of Legal Medicine • Proceedings der ISFH • Suche mit dem Medline- System und PubMed

  16. Methodik - Gendatenbanken Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Genome Database: GDB • 1990 an der „John Hopkins University“ gegründet • 1999 vom „Bioinformatics Supercompuing Centre“ (BiSC) übernommen • www.gdb.org • National Center for Biotechnology Information: NCBI • 1988 von C. Pepper als Teil der „National Library of Medicine“ gegründet • umfangreiches System www.ncbi.nlm.nih.gov

  17. Methodik - Gendatenbanken Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Center for Medical Genetics: CFMG • 1994 als Teil der privaten „Marshfield Medical Research Foundation“ • Schwerpunkt in der Suche nach krankheitsverursachenden Genen http://research.marshfieldclinic.org/genetics/ Cooperative Human Linkage Centre: CHLC • Staatlich unterstütztes Genom- Zentrum • Unter der Leitung von Jeffrey C. Murray www.chlc.org

  18. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Unklare Datenlage für SE33, D3S1358 und D7S1517 • SE33: • Hochpolymorphes System (79 Allele für deutsche Population) • Hohe Diskriminationskraft (PD) und AVACH • Eigentlicher Name ACTBP2 (human beta-actin related pseudogene H-beta-Ac-psi-2) • von GDB unter ACTBP8 geführt (ACTBP2 → Chromosom 5) • von NCBI dem Chromosom 6 zugeordnet • keine Angaben für D7S1517 und D3S1358 Lagebestimmung durch RH- Mapping

  19. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Erzeugung von Chromosomenbruchstücken • Fusionierung mit Hamsterzellen (Hybridzellen) • Stanford G3 Radiation Hybrid Pannel RH01 (83 Proben) • Untersuchung mittels PCR und Southern- Blot → Retentionsprofil

  20. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg D3S1358 0000010000000000000100000000000000100000010001100010000000000001010000100R001000000 This email message has been sent automatically by the Stanford Human Genome Center RHserver in response to your submission. Duplicate markers are indicated with a (D) after the marker name, a LOD score is now given for duplicates. Reference Number: D3s1558 Stanford RH Panel: G3 Lowest LOD Reported: 4 Chromosome Value: 0 Results for G3.exampl ----------------------------------------- Submitted Vector:0000010000000000000100000000000000100000010001100010000000000001010000100R001000000 # SHGCNAME CHROM# LOD_SCORE DIST.(cRs) 1 SHGC-79299(D) 3 14.04 0 Vector:00000100000000000001000000000000001000000100011000100000000000010100001001001000000 2 SHGC-21606(D) 3 14.04 0 Vector:0000010000000000000100000000000000100000010001100010000000000001010000100R001000000 3 SHGC-10592(D) 3 14.04 0 Vector:00000100000000000001000000000000001000000100011000100000000000010100001001001000000 The number of markers searched was 9817. Thank you for using the SHGC RHSERVER.

  21. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg D3S1358

  22. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg D7S1517 00000110000000000000000000101000100000000000000100001000000000010100010000000000000 This email message has been sent automatically by the Stanford Human Genome Center RHserver in response to your submission. Duplicate markers are indicated with a (D) after the marker name, a LOD score is now given for duplicates. Reference Number: Stanford RH Panel: G3 Lowest LOD Reported: 4 Chromosome Value: 0 Results for D7S1517 ----------------------------------------- Submitted Vector:00000110000000000000000000101000100000000000000100001000000000010100010000000000000 # SHGCNAME CHROM# LOD_SCORE DIST.(cRs) 1 SHGC-22049 7 6.38 32 Vector:00000110000000000000000000101000100000000000000100100000R0000001010100000R000000010 2 SHGC-1916 7 6.28 29 Vector:000000100000000000000000001010001000000000000001R0000000000000010100000000000000100 3 SHGC-772 7 5.51 46 Vector:00000110000000000000000000101000100001000000000110101000100000010101000001000000010 The number of markers searched was 9817. Thank you for using the SHGC RHSERVER.

  23. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg D7S1517

  24. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Se33 01000001000000001100000000100000000000000000000001100000001100010110010111001000000 This email message has been sent automatically by the Stanford Human Genome Center RHserver in response to your submission. Duplicate markers are indicated with a (D) after the marker name, a LOD score is now given for duplicates. Reference Number: Stanford RH Panel: G3 Lowest LOD Reported: 4 Chromosome Value: 0 Results for G3.se33 ----------------------------------------- Submitted Vector:01000001000000001100000000100000000000000000000001100000001100010110010111001000000 # SHGCNAME CHROM# LOD_SCORE DIST.(cRs) 1 RH111861 6 13.79 9 Vector:01000001000000001100000000000000000000000000000001100000001000010110010111001000000 2 SHGC-103889 6 12.69 13 Vector:01000001000000001100000000000000000000000000000001100000001001010110010111001000000 3 SHGC-79338 6 12.10 13 Vector:01000001000000001100000000000000000000000000000001100000001000010110010111000000000 The number of markers searched was 9817. Thank you for using the SHGC RHSERVER

  25. Methodik RH- Mapping Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Se33

  26. Methodik Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • Zum jetzigen Zeitpunkt wäre Arbeit einfacher zu erstellen. http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/

  27. Methodik Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

  28. Ergebnisse – Chromosom 3 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  29. Ergebnisse – Chromosom 4 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  30. Ergebnisse – Chromosom 6 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  31. Ergebnisse – Chromosom 8 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  32. Ergebnisse – Chromosom 11 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  33. Ergebnisse – Chromosom 12 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  34. Ergebnisse – Chromosom 18 und 21 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg NCBI___________ nicht abgefragt: * GDB- - - - - - keine Angaben: Ø (G) Genethon, (S) Sanger Centre, (WT) WTCHG, (W) Whitehead, (U) UC, (F) Stanford, (M) Marshfield, (C) CHLC, (R) Rockefeller (§) Bacher et. al. 2000 (Publikation) ($) Werte stehen z.T. in Konflikt mit Angaben anderer Gendatenbanken

  35. Ergebnisse - Demonstrationsbeispiel Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

  36. Zusammenfassung Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg • In der Regel Kombination von Markern auf unterschiedlichen Chromosomen • Wenn mehrere Marker eines Chromosoms, dann Klärung der Lokalisation unumgänglich • Nur bei gesicherter unabhängiger Vererbung kombinierte Anwendung • Jedoch bei eng gekoppelten Markern Aufklärung von Defizienzfällen über mehrere Generationen möglich (Bsp.: Rh-Locus)

  37. Aktuelle Bedeutung Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg „Hier sitzen Männer, vom Zweifel geplagt…“ BILD Zeitung

  38. Vielen Dank Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

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