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Donnerstag, 28.07.2016
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Kein Alibi mehr für Zwillinge

Genetischer Fingerabdruck eineiiger Zwillinge lässt sich unterscheiden

Forensisches Problem gelöst: Auch das eigentlich identische Erbgut von eineiigen Zwillingen lässt sich unterscheiden. Leben Zwillinge nämlich in verschiedenen Umgebungen, wirkt sich das auch auf die DNA aus. Englische Wissenschaftler haben diese Unterschiede nun gemessen. Diesen wichtigen Fortschritt für forensische Untersuchungen beschreiben die Forscher im Fachmagazin "Analytical Biochemistry".
Eineiige Zwillinge konnten sich bislang ein "genetisches Alibi" liefern.

Eineiige Zwillinge konnten sich bislang ein "genetisches Alibi" liefern.

In kaum einem Krimi fehlt heutzutage die DNA-Analyse, um einen Täter zu überführen oder einen Verdächtigen zu entlasten. Seit die Methode in den 1980er Jahren entwickelt wurde, ist sie zu einem der wichtigsten Werkzeuge forensischer Untersuchungen geworden. Die Chance, dass zwei nicht miteinander verwandte Menschen dasselbe Erbgut haben, liegt etwa bei eins zu einer Milliarde. Bei Geschwistern steigt diese Wahrscheinlichkeit jedoch stark an und eineiige Zwillinge stellen Ermittler vor ein besonderes Problem: Ihr genetischer Fingerabdruck ist identisch.

Zwillinge: Bisher nicht zweifelsfrei unterscheidbar


Aus diesem Grund mussten Ermittler in der Vergangenheit schon mehrfach Verfahren einstellen: Es ließ sich nicht zweifelsfrei klären, von welchem Zwilling eines Paares eine gefundene DNA-Probe stammte. Zwar gab es bereits Ansätze, das Erbgut von Zwillingen aufgrund einzelner Mutationen zu unterscheiden. Dazu müsste jedoch die DNA beider Zwillinge vollständig sequenziert werden, um solche Mutationen aufzuspüren. Für die meisten Polizeistellen mit begrenztem Budget ist das zu teuer und es dauert auch zu lange.

Das Team um Graham Williams von der University of Huddersfield liefert nun einen günstigeren und schnelleren Ausweg: Die Wissenschaftler untersuchten die sogenannte Methylierung der DNA. Dabei handelt es sich, einfach ausgedrückt, um chemische Anlagerungen am DNA-Strang, die das Ablesen bestimmter Gene blockieren und diese dadurch abschalten.


Eine Anlagerung von Methylgruppen blockiert das Ablesen eines Gens - solche Modifikationen bezeichnet man als Epigenom

Eine Anlagerung von Methylgruppen blockiert das Ablesen eines Gens - solche Modifikationen bezeichnet man als Epigenom

Raucher oder Freiluft-Arbeiter?


Wenn das Zwillingspaar aufwächst, unterscheiden sich Umgebungen und Umwelteinflüsse auf beide Zwillinge mehr und mehr: Möglicherweise fängt einer von beiden an zu rauchen, während der andere mehr auf seine Ernährung achtet. Ein Zwilling hat eventuell einen Schreibtischjob, der andere arbeitet viel im Freien. Solche Unterschiede bewirken auch verschiedene Methylierungen der DNA.

Williams und Kollegen messen diese Unterschiede mit einer Methode namens "hochauflösende Schmelzkurven-Analyse" (HRMA, high resolution melt curve analysis). Dabei erhitzen die Forscher die DNA so lange, bis sich die Einzelstränge der DNA-Doppelhelix voneinander lösen – das sogenannte Aufschmelzen. "Wenn eine DNA-Sequenz stärker methyliert ist als die andere, dann werden sich die Schmelztemperaturen beider Proben unterscheiden", erklärt Williams. "Diesen Unterschied können wir messen und er zeigt uns den Unterschied zwischen zwei eineiigen Zwillingen."

Großer Schritt in Richtung Schnelltest


Die HRMA-Technik hat allerdings auch ihre Grenzen, gibt Williams zu. Bei noch jungen Menschen oder bei Zwillingen, die in sehr ähnlicher Umgebung aufwachsen und leben, unterscheidet sich die Methylierung möglicherweise nicht genug. Außerdem erfordert die Methode eine relativ große DNA-Probe. Im Laborexperiment ist ausreichendes Probenmaterial kein Problem, ein Tatort liefert den Ermittlern aber unter Umständen nicht genug DNA für die Analyse.

"Dennoch haben wir großen Fortschritt hin zu einem relativ billigen und schnellen Test gezeigt, um eineiige Zwillinge bei forensischen Untersuchungen zu unterscheiden", fasst Williams zusammen. (Analytical Biochemistry, 2015; doi: 10.1016/j.ab.2015.02.001)
(The University of Huddersfield, 24.04.2015 - AKR)