Im zweiten Teil dieser Miniserie habe ich erklärt, warum die forensische RNA-Analyse eine hervorragende und überaus sinnvolle Ergänzung zur etablierten Standard-Analyse von DNA sein kann. In diesem letzten Teil will ich auf die überaus verschiedenen, vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der forensischen RNA-Analyse eingehen, denn es ist besonders ihre Vielseitigkeit, die mich fasziniert.

Wenn man sich das Methodenrepertoire der forensischen Molekularbiologie einmal wie ein Schweizer-Armeemesser vorstellt,methoden dann wäre die große Hauptklinge daran wohl gleichzusetzen mit der DNA-Analyse, also dem wichtigsten, hauptsächlich genutzten Instrument, das unverzichtbar ist und ohne das das Ganze einfach kein Schweizer-Armeemesser wäre. Aber dann gibt es eben auch diese vielen nützlichen und sehr verschiedenen Zusatzfunktionen, die in manchen Situationen unersetzlich sind: es gibt ja so Momente, da braucht man einfach nur einen Korkenzieher 😉 Und diese Zusatzfunktionen kann man sich als RNA-analytische Ansätze vorstellen, die zur Bearbeitung zusätzlicher und ebenso verschiedener forensischer Fragestellungen eingesetzt werden können, wie Schere, Korkenzieher, Kapselheber, Ahle, Feile und Zahnstocher die große Messerklinge ergänzen.

Die erste Erwähnung von RNA aus postmortalem Gewebe in der forensischen Literatur findet sich bereits im Jahr 1984 in einer deutschsprachigen Arbeit zur postmortalen Biosynthese von DNA und RNA [1]. Zehn Jahre später beschrieben Phang et al. die Durchführung einer Reverse-TranskriptionPCR (RT-PCR) ausgehend von aus postmortalem Gewebe entnommener RNA [2]. Seit der Entwicklung der quantitativen PCR (s. auch hier), einer meiner persönlichen Lieblings- und Hauptforschungsmethoden, im Jahr 1996 [3], die eine exakte Bestimmung der Menge einer bestimmten (m)RNA in einer Probe ermöglicht und damit eine Aussage über ihren differentiellen Expressionsstatus erlaubt, ist das Interesse an der (m)RNA-Analytik und auch ihren forensischen bzw. rechtsmedizinischen Anwendungsmöglichkeiten deutlich angestiegen.

Zahlreiche Studien belegen inzwischen die überaus vielgestaltigen Möglichkeiten von Transkriptom- und Genexpressionsanalysen bei der Bearbeitung sehr verschiedener forensischer Fragestellungen:

 

versatilität

Zu nennen wären hier vor allem Zustands- und Zeitbestimmungen [4], etwa die Abschätzung des post-mortem-Intervalls (PMI) und der Todeszeit [5-7], die zeitliche Eingrenzung von Wundalter und Heilungsprozessen [8-13], die Alterseinschätzung forensischen Spurenmaterials [14,15, s. auch hier] und des Puppenstadiums leichenbesiedelnder Insekten [16,17] sowie die post-mortale Feststellung von Schwangerschaften [18]. Aber auch molekulare Todesursachenermittlungen, z.B. zur Abgrenzung zwischen Suizid, Homizid und Unfalltod [19-25], zur Unterstützung der postmortalen Diagnostik rechtsmedizinisch relevanter Krankheitsbilder wie dem SIDS [26 bzw. hier] und toxikogenetische Untersuchungen können durch RNA-Analyse informiert werden [27-31].

Einige Forscher befassen sich darüber hinaus mit der Quantifizierung der Stabilität und Integrität von mRNA-Molekülen für die forensische Analytik [32]. RNA erwies sich dabei in mehreren Studien in postmortalen Geweben aber auch in teils sehr alten biologischen Spuren als deutlich haltbarer und weniger degradationsempfindlich, als zuvor gemeinhin angenommen [33, 34] und immer neue Quellen werden für eine RNA-Extraktion erschlossen, selbst aus Knochen ist inzwischen die Isolation prozessierbarer RNA gelungen [35].

Besonders wichtig und gut erforscht (u.a. im Rahmen meiner eigenen Forschungsbemühungen) ist aber der Einsatz der RNA-Analyse bei der Identifikation von Spurenarten [36-43], wofür sowohl die Untersuchung von mRNA als auch micro-RNA (miRNA) gut funktioniert (s. auch hier). Das Prinzip der Methode besteht darin, in biologischem Spurenmaterial spurenartspezifische, d.h. möglichst ausschließlich in den Zellen einer bestimmten Spurenart (z.B. Blut) transkribierte mRNAs oder miRNAs nachzuweisen und somit das Vorhandensein dieser Spurenart festzustellen. Vorteile dieses Verfahrens gegenüber den herkömmlichen meist (immun)chemischen Methoden zur Identifikation einer Spurenart ist die deutlich höhere Spezifität und die Möglichkeit, auch komplexe Mischungen von Spurenarten erfolgreich zu untersuchen.

Eine weitere Anwendung für die RNA-Analyse findet sich im von meinem Kollegen und mir begründeten Feld der „molekularen Ballistik“, die sich, wie regelmäßige LeserInnen dieses Blogs wissen werden, mit der molekulargenetischen Untersuchung nukleinsäurehaltiger Spuren befasst, welche durch Schusswaffeneinsatz gegen biologische Ziele entstehen und von äußeren und inneren Oberflächen der Waffen und/oder anderen Oberflächen (z.B. der Hand, die eine Schußwaffe abgefeuert hat) gesichert werden können.

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Kommentare (5)

  1. #1 rolak
    26/01/2018

    Das hab ich mir ja gedacht – während der Arbeit über fuffzisch Kommentare bei den katholischen Trollen. Und hier? Nix.

    Der nächste Teil der schönen Übersicht, neugierig machend, weit verzweigend.

    Glückwünsche zu Laborzuwachs, angemessener Förderung und Zertifizierung!

    (Die nichtverlinkten Fußnoten habe ich nur überflogen, Oehmichen fiel auf, ist allerdings von woanders her bekannt)

  2. #2 Intensivpfleger
    26/01/2018

    ich möchte dir gerne auf diesem Wege meine Anerkennung aussprechen zu deinen lesenswerten Ausführungen zu genetischen und forensichen Analsyseverfahren. Deine Beiträge sind durch die hervorragende Verlinkung innerhalb des Artikels und die angefügten Fußnoten lehrreich und informativ und geradezu ein Vorzeigestück hervorragender Wissenschaftskommunikation.

    Vielen Dank und weiterhin viel Erfolg in deinem Forschungsfeld und weiterhin viel Spaß an der Weitergabe der Forschungsergebnisse aus deiner Profession wünscht

    der Intensivpfleger

  3. #3 Cornelius Courts
    26/01/2018

    @Intensivpfleger: danke für die nette Rückmeldung, das freut mich gerade bei den Wissenschaftsbeiträgen ganz besonders :)
    Und Dir danke, daß Du hier schon so lange als Leser/Kommentator dabei bist :)

  4. #4 Andi
    06/02/2018

    Super Artikel – wie immer!
    Ich hätte eine Frage zur RNA/DNA Analyse. Ich hatte mal gehört, dass bei der DNA/Genomanalyse in Deutschland nur Mikrosatelliten analysiert werden (dürfen), weil das komplette Genom ja Rückschlüsse auf den möglichen Täter (Krankheiten, Haar-/Augenfarbe) zulassen könnte.
    – Stimmt das? und
    – Gibt es solche Einschränkungen auch bei der RNA Analyse?
    Vielen Dank.
    Andi (a fellow scientist)

  5. #5 Cornelius Courts
    06/02/2018

    @Andi: “Super Artikel – wie immer!”
    Danke :)

    “Ich hatte mal gehört, dass bei der DNA/Genomanalyse in Deutschland nur Mikrosatelliten analysiert werden (dürfen), weil das komplette Genom ja Rückschlüsse auf den möglichen Täter (Krankheiten, Haar-/Augenfarbe) zulassen könnte. – Stimmt das?

    Jein. In der Tat ist lt. StPO derzeit (!) nur eine Untersuchung zulässig, die Rückschlüsse auf die Identität und das Geschlecht einer Person zuläßt. Damit wäre die Untersuchung von Micro- aber auch Minisatelliten, SNPs, InDels etc. zulässig/kompatibel. Es gibt aber gerade im Moment eine aktive Debatte, ob FDP in Deutschland eingeführt werden soll, siehe hier:
    http://scienceblogs.de/bloodnacid/2014/05/28/forensic-dna-phenotyping-die-dna-verraet-wie-der-taeter-aussieht/
    http://scienceblogs.de/bloodnacid/2017/02/17/making-sense-of-forensic-genetics-eine-broschuere/
    http://scienceblogs.de/bloodnacid/2017/04/06/deutschland-modernisiert-hoffentlich-endlich-die-stpo/
    https://www.sciencemediacenter.de/alle-angebote/rapid-reaction/details/news/justizminister-von-bund-und-laendern-diskutieren-ueber-erweiterte-dna-analyse/

    “– Gibt es solche Einschränkungen auch bei der RNA Analyse?”

    Nein, denn die RNA ist nicht indiviualspezifisch und dient in dem Rahmen, in dem sie derzeit forensisch verwendet wird, nur der Identifikation von Körperflüssigkeiten und Organgeweben.
    Dennoch ist eine Aktualisierung der StPO und Anpassung an neue Methoden und Forschungsergbnisse m.E. dringend erforderlich und überfällig.