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

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Präsentation zum Thema: "Kartierung der forensischen Marker in der Rechtsmedizin S. Lieske Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg."—  Präsentation transkript:

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

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

5 Blutgruppensysteme fast 50 Jahre dominierend Im Verlauf Entdeckung weiterer polymorpher Blutgruppensysteme Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Erythrozyten- Systeme 1900Erytrozytäre, durch Antigen-Antikörper- Reaktion nachweisbare Merkmale Jahr A, B, 0 AB1902 A 1 A 2 1911 2 Allel-Theorie1924 MNP1927 RH1940 CcC W D Ee1945 Kk Lu1946 S1947 Se/se Le a/b1948 s1951 Fy(a) Fy (b)1953 Jk(a) Jk (b)1953 2000 Krause, D. 1999

6 Serumelektrophorese (1955 Smithies) erster Serummarker: Haptoglobin (Hp 1, Hp 2 primär) Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Erythrozyten- Systeme 1900Protein- SystemeJahr HP1955 Gm1956 Gc (Tf)(1957) 1959 Ag Lp C3 = Pt1968/69 Or Km1973 C2/4/6/8 Bf Pi Gc, Tf, Pi (IEF) PLG 2000 Krause, D. 1999

7 Erythrozytäre Enzympolymorphismen Erweiterung der Untersuchungs- und Ausschlussmöglichkeiten Geschichte Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg 1900Erythrozytäre EnzympolymorphismenJahr SEP1963 6 PDG PGM1964 ADA, AK GPT1971 PGM (IEF) ESD1973 GLO1975 2000Enzym- Systeme 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 Oswald Theodore Avery (1877- 1955) -Desoxyribonukleinsäure als Träger der Erbsubstanz -zusammen mit Colin M. McLeod und Maclyn McCarthy -Im Laufe seiner Studien an Pneumokokken Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Francis Harry Compton Crick (1916 – 2004) James Dewey Watson (*1928) –1953 –räumliches DNA- Bild

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

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

12 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Nachweis von Polymorphismen 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) Hohe DNA Mengen nötig (ca. 5- 10 μg) Hochmolekulare DNA Überlagerung mehrerer Proben geringe Spurenmengen nötig (ca. 0,2- 2 ng) Nachteil

13 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg DNA- Polymorphismen 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Abstammungsbegutachtung Mindestens 12 Systeme auf 10 Chromosomen: Normalerweise werden die beiden DNA- Systemkategorien verwendet. Erythrozyten- Membranantigene Serum- ProteinsystemeErythrozyten- Enzymsysteme HLA- System DNA-Single-Locus-Polymorphismen SLS- SystemeSTR- Systeme AB0 MNSs RH (Rhesus) JK (Kidd) FY (Duffy) GC (Group-specific component) PI (Alpha-1-Antitrypsin) F13B (Faktor-13B) HP (Haptoglobin) A2HS (Alpha-2-HS) ORM (Orosomucoid) TF (Transferrin) PLG (Plasminogen) BF (Properidin-Faktor B) C3 (3. Komplement- komponente) PGM1 (Phospho- glucomutase-1) ACP (Acid phosphatase) GPT (Glutamat- Pyruvat- Transaminase) GLO (Glyoxalase) ESD (Esterase D) Serologisch nachweisbare Antigene der weissen Blut- körperchen z.B.: D14S13 MS31 MS43A MS8 YNH24 TPQ7 D3S1358 FGA ACTBP2 D8S1179 THO1 VWF D18S51 D21S11

15 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Methodik – Medline Recherche 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 Genome Database: GDB –1990 an der „John Hopkins University“ gegründet –1999 vom „Bioinformatics Supercompuing Centre“ (BiSC) übernommen Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg National Center for Biotechnology Information: NCBI - 1988 von C. Pepper als Teil der „National Library of Medicine“ gegründet - umfangreiches System www.gdb.org 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/ www.chlc.org Cooperative Human Linkage Centre: CHLC –Staatlich unterstütztes Genom- Zentrum –Unter der Leitung von Jeffrey C. Murray

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

20 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Methodik RH- Mapping 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 #SHGCNAMECHROM#LOD_SCORE DIST.(cRs) 1SHGC-79299(D) 3 14.04 0 Vector:00000100000000000001000000000000001000000100011000100000000000010100001001001000000 2SHGC-21606(D) 3 14.04 0 Vector:0000010000000000000100000000000000100000010001100010000000000001010000100R001000000 3SHGC-10592(D) 3 14.04 0 Vector:00000100000000000001000000000000001000000100011000100000000000010100001001001000000 The number of markers searched was 9817. Thank you for using the SHGC RHSERVER.

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

22 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Methodik RH- Mapping 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 #SHGCNAMECHROM# LOD_SCORE DIST.(cRs) 1SHGC-22049 7 6.3832 Vector:00000110000000000000000000101000100000000000000100100000R0000001010100000R000000010 2SHGC-1916 7 6.2829 Vector:000000100000000000000000001010001000000000000001R0000000000000010100000000000000100 3SHGC-772 7 5.5146 Vector:00000110000000000000000000101000100001000000000110101000100000010101000001000000010 The number of markers searched was 9817. Thank you for using the SHGC RHSERVER.

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

24 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Methodik RH- Mapping 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 #SHGCNAMECHROM# LOD_SCORE DIST.(cRs) 1RH111861 6 13.79 9 Vector:01000001000000001100000000000000000000000000000001100000001000010110010111001000000 2SHGC-103889 6 12.6913 Vector:01000001000000001100000000000000000000000000000001100000001001010110010111001000000 3SHGC-79338 6 12.1013 Vector:01000001000000001100000000000000000000000000000001100000001000010110010111000000000 The number of markers searched was 9817. Thank you for using the SHGC RHSERVER

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

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

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

28 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Ergebnisse – Chromosom 3 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Ergebnisse – Chromosom 4 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Ergebnisse – Chromosom 6 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Ergebnisse – Chromosom 8 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Ergebnisse – Chromosom 11 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Ergebnisse – Chromosom 12 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 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 Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

35 Ergebnisse - Demonstrationsbeispiel

36 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) Zusammenfassung Institut für Rechtsmedizin der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

37 Aktuelle Bedeutung „Hier sitzen Männer, vom Zweifel geplagt …“ BILD Zeitung

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


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