Auf der DNA-Spur

Aus der ermittelten Länge der DNA-Stücke lässt sich die Zahl der Wiederholungen des Sequenzmotivs für den jeweiligen Marker errechnen. Da fast alle Körperzellen unsere DNA verpackt in paarigen Chromosomen enthalten – je ein Teil von Vater und Mutter –, ergeben sich für jedes STR-System zwei Ausprägungen. Hieraus lässt sich ein Ziffernpaar generieren, das der Zahl der Wiederholungen an der bestimmten Stelle des Genoms entspricht. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein solchermaßen gewonnenes STR-Profil mehr als einmal in der gegenwärtigen Menschheit vorkommt, ist verschwindend gering – vorausgesetzt, es besteht aus einer Kombination von mindestens acht genetisch unabhängigen STR-Markern, und es handelt sich nicht um eineiige Zwillinge, deren STR-Profile identisch sind.

Die ermittelten STR-Profile werden im molekulargenetischen Labor mit den STR-Profilen von Verdächtigen abgeglichen, von denen nach freiwilliger oder richterlich angeordneter Abgabe einer DNA-Probe ebenfalls ein STR-Profil erstellt wurde. Ergibt der Abgleich keine Übereinstimmung, so wird das STR-Profil des Spurenlegers an das Bundeskriminalamt weitergegeben und dort mit Profilen abgeglichen, die in der DNA-Analyse-Datei (DAD) gespeichert sind. Dieser Abgleich macht die Profilerstellung aus Sicht der Ermittler erst interessant, denn das STR-Profil der Tatort-DNA verrät außer dem Geschlecht nichts über den Spurenleger. Erst wenn es eine Übereinstimmung gibt, wissen die Ermittler, von wem die DNA-Spur am Tatort stammt.

Verräterische Wiederholungen

Doch ob die identifizierte Person tatsächlich auch der gesuchte Straftäter ist, lässt sich damit noch nicht sicher sagen. Dazu braucht es weitere Beweise. Denn was die Ermittlungsarbeit erschwert, ist, dass alle Menschen permanent DNA-Spuren absondern, Hautzellen zum Beispiel. Die meisten Tatort-Proben, die in ein Labor gelangen, enthalten also die DNA mehrerer Spurenleger. Um eine solche Mischspur handelt es sich, wenn beim Versuch, ein STR-Profil zu erstellen, mehr als zwei Wiederholungsmuster pro Marker auftauchen. Denn das bedeutet, dass mehr als ein doppelter Chromosomensatz in der Probe enthalten war.

Um zu verhindern, dass die Tatort-DNA durch Spurensicherer der Polizei oder bei der Analyse im Labor kontaminiert wird, müssen alle nicht nur Schutzanzüge und Handschuhe tragen und bei Bedarf wechseln. „Jede einzelne Person, die in unserem Labor arbeitet, ist typisiert, und ihr Profil ist in einer Eliminationsdatenbank gespeichert. Das heißt: Wenn wir ein solches eigenes Profil in einem DNA-Profil finden – und das wird bei jedem einzelnen Profil, das wir generieren, überprüft –, gibt es sofort Alarm“, erklärt Courts. „Darüber hinaus liefern uns fortschrittliche Polizeidienststellen auch die DNA ihrer Leute, sodass wir auch die prüfen können. Und Hersteller von Verbrauchsmaterialien für die Forensik führen ebenfalls solche Eliminationsdatenbanken.“

Das mag vielleicht übertrieben erscheinen, doch es war ausgerechnet die Verunreinigung von Verbrauchsmaterialien, die in den 2000er-Jahren zu einer verzweifelten Verbrecherjagd führte – zur Suche nach dem „Heilbronner Phantom“. 2007 wurde in Heilbronn die Polizistin Michèle Kiesewetter erschossen. Jahre später stellte sich heraus: ein Mord der rechtsterroristischen Gruppe NSU. Tatverdächtig war jedoch zunächst eine unbekannte weibliche Person, deren DNA-Profil sich nicht nur in Tatortspuren des Heilbronner Falls fand, sondern auch bei den Analysen der Spuren von rund 40 weiteren Tatorten. 2009 stellte man schließlich fest, dass die vermeintlich hochkriminelle Besitzerin dieser DNA eine Mitarbeiterin des Herstellers der für die DNA-Abstriche verwendeten Wattestäbchen war.

DNA-Transfer

Das Hauptproblem beim Thema Mischspuren sind jedoch nicht Kontaminationen, sondern es ist der Tatort selbst. Denn an jedem Tatort befindet sich sogenannte Hintergrund-DNA, die mitunter lange vor der Tat ihren Weg dorthin fand und in keinem Zusammenhang mit der Tat selbst steht. Sie kann beispielsweise von Personen aus dem gleichen Haushalt stammen oder von Besuchern, die Tage vor einem Mord etwa auf dem Sofa gesessen haben, auf dem die Tat später begangen wurde. Was die Dinge noch komplizierter macht, ist die Tatsache, dass ein DNA-Transfer – also die Übertragung von DNA auf Gegenstände und Personen – unter bestimmten Bedingungen nicht einmal die Anwesenheit der Person an einem Tatort erfordert. Berühre ich am Tatort ein Glas, so kann auf das Glas auch die DNA meines Nachbarn übertragen werden, dem ich kurz zuvor auf der Straße die Hand geschüttelt habe und dessen DNA sich deshalb noch auf meiner Haut befindet. Forensische Genetiker sprechen hier von sekundärem DNA-Transfer.

„Die Problematik des DNA-Transfers ist aktuell ein riesengroßes Thema“, sagt Experte Courts. „Eben weil wir inzwischen in der Lage sind, auch aus minimalen Spurenmengen DNA-Nachweise zu führen, kommt es immer häufiger vor, dass sich vor Gericht Verteidigung und Anklage zwar nicht darüber streiten, dass eine DNA-Spur etwa auf der Tatwaffe vom Angeklagten stammt. Aber der Verteidiger erklärt dann zum Beispiel, dass sein Mandant vorher dem echten Täter, der Handschuhe trug, die Hand gegeben habe und es dadurch zu einer Übertragung der DNA auf die Tatwaffe gekommen sei. Das Problem ist, dass das nicht grundsätzlich auszuschließen ist. Weil unsere Methoden so sensibel geworden sind, fallen ihnen vormals scheinbar eindeutige Interpretationen zum Opfer.“

Molekularbiologe Courts erklärt: „Ich sehe, dass sich in der forensischen Genetik gerade ein Perspektivwechsel vollzieht. Früher war die Hauptfrage, von wem genetisches Material an einem Tatort stammt, inzwischen ist die zentrale Frage häufig, wie das Material an einen Tatort gekommen ist.“ Immer wieder wollen Gerichte von Courts und anderen Sachverständigen aus der forensischen Genetik wissen, inwieweit eine Spur Wahrscheinlichkeitsaussagen über ihren Entstehungskontext zulässt, also etwa, ob sich eine Person, der eine DNA-Spur zugeordnet werden kann, tatsächlich am Tatort aufgehalten hat. Doch solche Aussagen seien äußerst schwierig, so Courts.

DNA-Phänotypisierung

Und was passiert, wenn die Identität des Spurenlegers nicht ermittelt werden kann, weil der Abgleich mit der DAD oder dem Tatverdächtigen keine Übereinstimmung liefert? Auch dann kann Tatort-DNA den Ermittlern weiterhelfen – mittels des forensischen DNA-Phenotypings, im Deutschen „DNA-Phänotypisierung“ oder „erweiterte DNA-Analyse“ genannt. Als Phänotyp wird in der Genetik das Erscheinungsbild eines Organismus bezeichnet, das durch seine Erbanlagen (den Genotyp) sowie Umwelteinflüsse geprägt wird. Da die DNA den individuellen Bauplan eines Menschen enthält, sind in ihr auch Informationen über sein Aussehen gespeichert, etwa welche Augen-, Haar- und Hautfarbe er hat, und auch darüber, aus welcher geografischen Region seine Vorfahren stammen. Ziel ist es, mit den Ergebnissen der DNA-Phänotypisierung das Aussehen, die biogeografische Herkunft und auch das Alter eines unbekannten Spurenlegers zu beschreiben und diese Information in der Ermittlungsarbeit zu nutzen, um den Spurenleger zu finden und einer STR-Profilanalyse zu unterziehen.

Viele Merkmalsunterschiede, die für das unterschiedliche Aussehen von Menschen verantwortlich sind, können anhand der Analyse sogenannter SNPs in unserem Genom (abgekürzt von Single Nucleotide Polymorphism) bestimmt werden. Ein SNP hat meistens zwei Zustandsformen, sogenannte Allele (zum Beispiel A und G). Findet sich etwa bei vielen Personen mit blauen Augen das A-Allel eines bestimmten SNP und bei vielen Personen mit braunen Augen das G-Allel desselben SNP, so ist dieser SNP geeignet, die Augenfarbe aus der DNA vorherzusagen. Die Herausforderung bei der DNA-Phänotypisierung besteht nun darin, anhand des SNP-Genotyps einer Person verlässliche Aussagen über ihren Phänotyp zu treffen. Was alles andere als simpel ist, da die meisten phänotypischen Merkmale nicht bloß durch eine einzige Stelle im Genom geprägt werden, sondern durch das Zusammenwirken vieler.

Haut-, Haar- und Augenfarbe

„Wir kennen derzeit allein 124 Genorte, die für die Haarfarbe relevant sind, und wissen auch, dass es noch mehr geben muss“, sagt der Genetiker Manfred Kayser, Leiter des Departments für Genetische Identifizierung am Medizinischen Zentrum der Erasmus Universität Rotterdam. 124 SNPs zu analysieren, allein um die Haarfarbe eines unbekannten Spurenlegers zu ermitteln, wäre im forensischen Alltag mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten nicht sehr effektiv. „Aber es gibt einige wenige Genorte, die einen größeren Einfluss auf Haar-, Haut- und Augenfarbe haben, als andere. Diesen Umstand haben wir uns zunutze gemacht, indem wir SNPs mit größtem Informationsgehalt benutzen, um Haar-, Haut- und Augenfarbe aus DNA vorherzusagen“, berichtet Kayser. Nachdem er in den Vorjahren bereits DNA-Tests zur Einschätzung der Augenfarbe und der Haarfarbe entwickelt hatte, veröffentlichten Kayser und sein Team 2018 den weltweit ersten forensisch validierten DNA-Test für eine gleichzeitige Vorhersage von Augen-, Haar- und Hautfarbe. Dieser HIrisPlex-S-Test analysiert insgesamt 41 SNPs, von denen 36 Aussagen über die Hautfarbe, 22 über die Haarfarbe und 6 über die Augenfarbe zulassen – und zwar durch die Nutzung statistischer Vorhersagemodelle zusätzlich zum DNA-Test.

Biogeografische Herkunft

In unserer DNA ist auch unsere Herkunftsgeschichte festgeschrieben. Eine biogeografische Herkunftsanalyse aus der DNA eines Spurenlegers kann deshalb Auskunft darüber geben, aus welchem Teil der Erde seine Vorfahren stammen. Informationen über die väterliche Herkunft eines männlichen Spurenlegers lassen sich aus dem Y-Chromosom, welches allein in Männern vorhanden ist und von den Vätern auf die Söhne vererbt wird, herauslesen. Die Y-DNA lässt sich anhand bestimmter SNPs in sogenannte Haplogruppen einteilen, von denen viele weltweit ein unterschiedliches Verteilungsmuster zeigen, woraus die rein väterliche Herkunft abgeleitet werden kann.

Um Aussagen über die mütterliche Herkunft eines männlichen oder weiblichen Spurenlegers treffen zu können, erfolgt die Analyse der mitochondrialen DNA (mtDNA). Die mtDNA wird von den Müttern auf die Töchter und Söhne vererbt. Mitochondrien, die auch als „Zellkraftwerke“ bezeichnet werden, sind Organellen in unseren Zellen, die eine eigene DNA besitzen. Auch die mtDNA lässt sich anhand bestimmter SNPs in Haplogruppen einteilen, über deren weltweite Verteilung auf die rein mütterliche Herkunft geschlossen werden kann.

Während Y-Chromosom und mtDNA weitgehend unverändert von Generation zu Generation weitergeben werden, wird der größte Teil der DNA bei der Weitervererbung durchmischt. In dieser autosomalen DNA ist sowohl die Erbinformation des Vaters als auch die der Mutter enthalten. Allerdings nimmt der geografische Informationsgehalt von autosomalen SNPs von Generation zu Generation ab. Deshalb ist es nötig, hierzu mehr SNPs zu analysieren als bei der Y-DNA und mtDNA-Analyse. Statistische Analysen mittels möglichst umfangreicher Referenzdaten erlauben dann zuverlässige Aussagen über die Herkunft eines Spurenlegers hinsichtlich der großen geografischen Regionen wie Europa, Subsahara-Afrika, Ostasien, Südasien sowie Amerika, und in bestimmten Grenzen lässt sich auch die Vermischung der biogeografischen Herkunft einer Person zu ermitteln, so Kayser.

Ethische Überlegungen

Es ist also inzwischen wissenschaftlich und technisch möglich, Haar-, Haut- und Augenfarbe sowie die biogeografische Herkunft eines Spurenlegers aus Tatort-DNA-Spuren zu bestimmen. Aber ist das auch erlaubt? In Deutschland ist die DNA-Phänotypisierung nach einer intensiv diskutierten Änderung der Strafprozessordnung erst seit Ende 2019 erlaubt – allerdings eingeschränkt auf Haar-, Haut- und Augenfarbe und nicht zur Ermittlung der biogeografischen Herkunft.

Hintergrund der intensiven Diskussionen um die Zulassung der DNA-Phänotypisierung im Rahmen kriminalistischer Ermittlungen war und ist neben datenschutzrechtlichen Erwägungen vor allem, dass Kritiker fürchten, sie könne zu Diskriminierungen und zur Vorverurteilung von Minderheiten führen. Allerdings gibt Kayser zu bedenken, dass einerseits Diskriminierung von Minderheiten oft über Hautfarbe geschieht, deren DNA-Analyse per Gesetz erlaubt wurde, und andererseits eine biogeografische Herkunftsanalyse ebenso gut zu einer Entlastung von Minderheiten führen kann.

Genau ein solcher Fall kennzeichnete in den Niederlanden den Beginn der DNA-Phänotypisierung. 1999 wurde in Friesland die 16-jährige Marianne Vaatstra vergewaltigt und ermordet. „In der Nähe des Tatorts befand sich zur damaligen Zeit ein Flüchtlingsheim, in dem Asylbewerber aus Afghanistan und dem Irak untergebracht waren, und leider war ein Großteil der lokalen Bevölkerung der vorgefassten Meinung, dass der Mörder aus dem Asylbewerberheim kommen muss“, berichtet Kayser. Der Fall sorgte für großen sozialen Unfrieden in der Region, der sich selbst dann nicht legte, als die Polizei aufgrund des öffentlichen Drucks in diese Richtung ermittelte, Asylbewerber mittels STR-Profilanalyse jedoch als Täter ausschließen konnte. Die Situation beruhigte sich erst, als im Auftrag der Staatsanwaltschaft eine biogeografische Herkunftsanalyse der DNA-Spur vom Tatort durchgeführt wurde – zu einer Zeit, als eine solche Analyse per Gesetz in den Niederlanden noch nicht explizit erlaubt war. Hierbei fand man über Y-chromosomale DNA-Analyse heraus, dass der unbekannte Spurenleger väterlicherseits aus dem nordwestlichen Europa stammte – was die Bewohner des Asylbewerberheims als Täter ausschloss. Später wurde der Täter über eine großangelegte DNA-Reihenuntersuchung in der lokalen Bevölkerung ermittelt. Er war europäischer Abstammung und kam aus der unmittelbaren Tatortnähe. Inzwischen ist in den Niederlanden die forensische DNA-Analyse von biogeografischer Herkunft, Augenfarbe, Haarfarbe und Hautfarbe gesetzlich erlaubt.

Altersschätzung

Mittels der DNA-Phänotypisierung lässt sich auch das Alter eines Spurenlegers abschätzen. Das ist in Deutschland gesetzlich erlaubt, funktioniert aber grundlegend anders als die DNA-Analyse von Aussehen und biogeografischer Herkunft. Denn das Alter zeigt sich zwar in der DNA, aber nicht in SNPs, sondern in epigenetischen Prozessen, also in einer veränderten Aktivität der Gene.

Die wichtigste epigenetische Veränderung ist die DNA-Methylierung, bei der eine Methylgruppe an bestimmte Bausteine der DNA angelagert wird, oder auch nicht. Da die DNA-Methylierung vor allem altersabhängig ist, kann mithilfe entsprechender Messungen das ungefähre Alter eines Spurenlegers aus Tatort-DNA abgeschätzt werden. „Die Genauigkeit hängt dabei auch vom Alter ab, denn die Fehlerrate ist bei Neugeborenen und 100-Jährigen nicht dieselbe. Bei Menschen zwischen etwa 20 und 60 – und um die handelt es sich meistens bei Straftätern – können wir das Alter mit einer Fehlerrate von plus minus 3 bis 5 Jahren in Abhängigkeit vom verwendeten DNA-Test und statistischen Vorhersagemodell abschätzen“, so Kayser.

Allerdings hinterlässt nicht nur das Alter epigenetische Spuren in der DNA. Kaysers Team erforscht gerade, inwieweit sich über DNA-Methylierungsanalyse auch ermitteln lässt, ob ein Spurenleger Raucher ist, Alkohol trinkt, Drogen nimmt, sich vegetarisch ernährt oder Fleisch isst, ob er körperlich aktiv ist und in welcher geografischen Region er lebt.

Bei der Menge an Informationen, die sich bereits jetzt und erst recht in naher Zukunft aus der DNA eines Menschen herauslesen lässt, stellt sich die Frage, ob man das auch tatsächlich tun sollte. Kayser selbst bezieht dazu eine klare Haltung: „Für mich war und ist wesentlich, ob Informationen, die anhand der DNA über jemanden ermittelt werden können, der Person selbst und anderen, die die Person gesehen haben, bekannt sind, eben weil diese Informationen äußerlich sichtbar sind. Dass ich blaue Augen, braune Haare und helle Haut habe, europäischer Herkunft bin, Anfang 50 und nicht rauche, weiß nicht nur ich, sondern das wissen auch andere, die mich gesehen haben. Somit trifft das Recht auf Nichtwissen meiner Meinung nach auf äußerlich sichtbare Merkmale nicht zu. Dagegen gilt für äußerlich nicht sichtbare Merkmale wie genetische Veranlagungen zu Krankheiten, über die ich womöglich selbst nichts weiß und vielleicht auch nichts wissen möchte, nach meiner Überzeugung das Recht auf Nichtwissen. Und damit auch das Recht, dass andere, auch die Polizei, dies nicht wissen sollen.“