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Papa Genom - Der sichere Vaterschaftstest

Zur Methode!

Die aktuelle Methode für die Feststellung einer Vaterschaft ist die DNA-Analyse. Sie ermöglicht neben einem sicheren Vaterschaftsausschluss einen positiven Vaterschaftsnachweis mit sehr hoher Validität.
Die Genome (DNA) verschiedener Individuen sind weitgehend identisch. Man schätzt jedoch, dass auf 300 bis 1000 bp ein Basenpaar nicht identisch ist. Für das ganze Genom ergibt das ca. drei Millionen "individuelle Basenpaare". Untersuchungen haben gezeigt, dass die Unterschiede nicht gleichmässig über das ganze Genom verteilt sind. Besonders große Unterschiede findet man in nicht-codierenden Regionen der DNA. Dort findet man häufig Wiederholungssequenzen: STRs (Short-Tandem-Repeats), das sind mehrfache Wiederholungen einer kurzen, bis zu 30 Basenpaare langen Sequenz. In manchen Regionen des Genoms kann der Unterschied zwischen einer und dreißig Wiederholungen dieser Sequenzen liegen. Diese DNA-Abschnitte werden als Marker bezeichnet. Die in der Länge unterschiedlichen STRs werden nach einer Kartierungsnomenklatur benannt und in einer Datenbank (STRbase ) gesammelt. So bedeutet die Bezeichnung D3S1358, dass jener STR sich auf Chromosom 3 an der StelleS 1358 befindet.

Der genetische Fingerabdruck beruht auf einer Messung individuell unterschiedlicher Längen dieser STRs. Selbst wenn zwei Menschen zufällig Ähnlichkeiten in einigen der untersuchten STRs aufweisen, gibt es immer noch andere Bereiche, in denen sie eindeutig voneinander verschieden sind. Eine hinreichend grosse Kombination mehrerer Marker ist für jeden Menschen einmalig (Ausnahme: eineiige Zwillinge) und wird auch als "genetischer Fingerabdruck" bezeichnet.

STRs sind heute die am wirkungsvollsten eingesetzten Ziele des DNA-Vaterschaftstestes. Man erwartet pro STR-Locus und untersuchter Person 2 Banden, d.h. 2 Allele des STRs, die von den beiden homologen Chromosomen (eines vom Vater, eines von der Mutter) stammen. Ein Kind ererbt jeweils die eine Hälfte seines Erbguts von seiner Mutter und die andere Hälfte von seinem Vater. Es müssen sich demnach beim Kind Anteile der mütterlichen und väterlichen DNA-Merkmale wieder finden. Passen die festgestellten Größenmerkmale von vermutetem Vater und Kind nicht zueinander, so ist er als biologischer Vater auszuschließen. Im umgekehrten Fall kann eine Vaterschaft mit einer sehr hohen statistischen Wahrscheinlichkeit belegt werden.

Das von uns verwendete Verfahren beinhaltet die Untersuchung von 15 STRs (DNA-Marker), die von verschiedenen internationalen Organisationen (Interpol, FBI, European Network of Forensic Science Institutes) für Identitätsnachweise anerkannt und genutzt werden. Hinzu kommt die Geschlechtsbestimmung, so dass insgesamt 16 Marker getestet werden. Berechnet man die zugeordnete Wahrscheinlichkeit, zeigt sich, dassgenau eine dieser Kombination bei weniger als einer Person unter allen Menschen, die in den letzten Jahrtausenden auf der Erde gelebt haben zu finden ist.

Nach Isolierung der DNA im Labor wird die DNA von 15 ausgewählten STRs mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) vervielfältigt. Durch eine Elektrophorese werden die bei der PCR amplifizierten DNA-Fragmente der Länge nach getrennt und durch Anfärbung dargestellt. Durch die Amplifikation der DNA kann der folgende Test mit winzigen Mengen an DNA durchgeführt werden.Bei der Untersuchung dieser DNA-Marker bei Vater, Mutter und Kind erreichen wir im positiven Fall eine Wahrscheinlichkeit von mindestens 99,999% für eine Vaterschaft. Wird nur der fragliche Vater und das Kind untersucht (sog. Duo-Fall) so werden diese hohen Aussagewerte oftmals nicht erreicht. Der Ausschluss einer Vaterschaft - also der negative Fall - kann aber auch hier zu 100 % geführt werden. In jedem Falle schliesst sich der molekularbiologischen Untersuchung eine statistische Bewertung (Hypothesenvergleich) an. Dabei kann sowohl der statistischer Nachweis für eine Vaterschaft, oder der Auschluß einer Vaterschaft durch eine Bayes-Wahrscheinlichkeit charakterisiert werden.

Das Ergebnis

Die Tabelle zeigt einen Ausschnitt eines möglichen Analysenergebnisses. Dargestellt sind drei Marker (D3S1358, TH01 und D21S11). Die Zahlen in der Tabelle, zum Beispiel 9 / 9.3 bei dem STR "TH01" geben die Länge dieses DNA-Abschnitts bei den jeweils untersuchten Personen an. Jedes Tabellenfeld enthält zwei Zahlenangaben, weil die Erbinformation in jeder Körperzelle doppelt vorliegt: ein Allel vom Vater, ein Allel von der Mutter. Die verschiedenen Varianten kommen in der menschlichen Population mit unterschiedlicher Häufigkeit vor. Bei Mitteleuropäern findet man die Variante TH01=10 nur mit einer Frequenz von ca. 2%. Die Interpretation ist ganz einfach: Zunächst werden mütterliche und kindliche Merkmale miteinander verglichen. Das verbleibende Merkmal (rot markiert) ist das väterliche. Hat der vermutliche Vater das Merkmal nicht, ist er als Vater ausgeschlossen (Vater II). Besitzt er es, ist er der mögliche Vater. Daran schließt sich eine statistische Berechnung an. Durch die Untersuchung von 15 Markern kann man mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Vaterschaft ausschließen oder erweisen. Bei Wahrscheinlichkeitswerten oberhalb von 99,9% gilt die Vaterschaft als praktisch erwiesen. Findet man aber mehr als 2 Marker, die weder der mütterlichen, noch der väterlichen DNA (Beispiel: Vater II) zugeordnet werden können, so ist die Vaterschaft praktisch ausgeschlossen.

Mit dieser Methode können auch weitere Verwandtschaftsbeziehungen untersucht werden. Zu den eindrucksvollen Beispielen gehört die Untersuchung der DNA des Schwedenkönigs Gustav Adolf II, der 1632 während der Schlacht bei Lützen fiel. Seine Leiche wurde einbalsamiert nach Stockholm überführt und dort beigesetzt. Teile seiner Kleidung aber verblieben in Lützen und werden dort heute im Museum ausgestellt. Die Untersuchung von Blutresten im Stoff erbrachte ausreichende Mengen alter DNA, um diese mit dem Erbgut seiner Nachfahren im heutigen schwedischen Herrscherhaus vergleichen zu können.. Eine Abwandlung dieser Technik wird zur Bestimmung evolutionärer Beziehungen zwischen Organismen angewandt (Evolutionary Genetics).