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Revolution in CSI

Am Institut für Gerichtliche Medizin werden neue Wege der forensischen DNA-Analyse beschritten. Den Innsbrucker Wissenschaftlern um Prof. Walther Parson und Dr. Herbert Oberacher gelang es, das traditionell mit Kapillargelelektrophorese durchgeführte "DNA-Fingerprinting" durch die Kopplung der Flüssigkeitschromatographie mit der Massenspektrometrie zu revolutionieren. Sie berichten darüber in der renommierten Zeitschrift Human Mutation.

Der genetische Fingerabdruck gehört heute zu den Standardinstrumenten der Forensik. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass im menschlichen Erbgut Abschnitte vorhanden sind, die zwar keine erkennbare Aufgabe haben, aber von Individuum zu Individuum große Unterschiede zeigen. Diese so genannten Längenpolymorphismen kommen zustande, wenn einzelne DNA-Abschnitte mehrfach wiederholt werden und diese Wiederholungen bei den einzelnen Menschen unterschiedlich häufig sind. Mit der klassischen elektrophoretischen Auftrennung von DNA-Fragmenten können diese Längenpolymorphismen darstellen werden. Die Forscher um Prof. Walther Parson und Dr. Herbert Oberacher vom Institut für Gerichtliche Medizin der Medizinischen Universität Innsbruck haben dieses Verfahren nun entscheidend erweitert. Durch die Bestimmung der molekularen Masse können sie nun auch gleich lange, aber unterschiedlich zusammengesetzte DNA-Fragmente unterscheiden. Diese Methode haben sie so verfeinert, dass selbst der kleinste theoretisch mögliche Massenunterschied von ca. 9 Dalton (entspricht einem Basenaustausch von Thymidin zu Adenin) sogar bei Fragmentlängen von 250 Basenpaaren möglich ist. Damit besitzen die Innsbrucker Wissenschafter das derzeit präziseste Instrument für die genetische Charakterisierung von forensischen Proben. „Einen Einsatz der neuen Technologie erwarten wir vor allem im Bereich der schwer zu typisierenden Proben, wie etwa Minimalspuren in der Kriminalistik, aber auch in Identifikationsfällen bei Massenkatastrophen“, sagt Prof. Walther Parson.

Auch für andere Anwendungen interessant

Die neue Methode findet aber auch abseits gerichtsmedizinischer Fragestellungen Anwendung: „Der methodische Ansatz ermöglicht die Entwicklung von Screening-Verfahren, die neben bekannten Sequenzvarianten zusätzliche, möglicherweise noch unbekannte Mutationen im Schnelldurchlauf erkennen kann“, erklärt Walther Parson. „Gegenüber etablierten Methoden zur Erkennung von de-novo Mutationen bietet das massenspektrometrische Verfahren Vorteile hinsichtlich der Spezifität, Sensitivität und Reproduzierbarkeit der Analyse.“ In einer Kooperation mit der Universitätsklinik für Psychiatrie wurde dies zum Beispiel in einer Anwendung zur Genotypisierung des COMT-Gens (Catechol-O-Methyltranferase) gezeigt. „Durch die neue Methode konnten bislang unbeobachtete Haplotypen charakterisiert werden, die sich durch neue Mutationen außerhalb der üblicherweise angesteuerten Positionen manifestieren“, so Parson abschließend.

Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des FFG Brückenschlagprogramms in Kooperation mit der Firma Applied Biosystems durchgeführt, die ein Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometer zur Verfügung gestellt hat.