Wie wird die mütterliche genetische Verwandtschaft bestimmt? | Die wissenschaftlichen Grundlagen des DNA-Vaterschaftstests

Durch die Einführung der DNA-Profilerstellung konnte die Aufklärungsrate bei Verbrechen erheblich verbessert werden und ihre Anwendung bei der Identifizierung von Eltern-Kind-Beziehungen hat das Leben und die Wahrnehmung der Menschen nachhaltig beeinflusst. Um die Wahrheit der Tatsachen wiederherzustellen, ist das Erhalten genauer DNA-Identifizierungsergebnisse durch korrekte Vorgänge jedoch nur ein wichtiger Schritt. Darüber hinaus benötigen wir weitere Beweise, die sich gegenseitig bestätigen und ergänzen, um eine vollständige Beweiskette zu bilden.

Dies hindert uns jedoch nicht daran, den Vaterschaftstest zunächst aus der Perspektive der Prinzipien und Ideen zu verstehen und theoretische Vorbereitungen für die Interpretation eines Identifizierungsberichts zu treffen.

Geschrieben von Li Qingchao (Shandong Normal University)

Bei einem Vaterschaftstest handelt es sich um eine Identifizierungstechnologie, die auf der Verwendung biologischer Theorien und Techniken basiert, um festzustellen, ob zwischen Personen eine biologische Verwandtschaft besteht. In Filmen und Fernsehsendungen und in unserem täglichen Leben sehen und hören wir, dass Vaterschaftstests häufig verwendet werden, um die Beziehung zwischen Vater und Sohn bzw. zwischen Tochter zu bestimmen. Mit Vaterschaftstests können jedoch auch die Beziehung zwischen Mutter und Kind, die Beziehung zwischen Geschwistern und andere Verwandtschaftsverhältnisse bestimmt werden. Das Prinzip ist ähnlich und die Zuverlässigkeit variiert je nach den spezifischen Umständen. Daher werden Vaterschaftstests auch häufig bei zivil- oder strafrechtlichen Identifizierungen eingesetzt, etwa bei der Wiedererkennung entführter oder verlorener Kinder und der Identifizierung Verstorbener.

„Ahnenchromosomen“: Die biologische Grundlage des Vaterschaftstests

Das menschliche Genom besteht aus zwei Teilen: Zum einen aus den 23 Chromosomenpaaren DNA im Zellkern (Kerngenom) und zum anderen aus der mitochondrialen DNA in den Mitochondrien im Zytoplasma (mitochondriales Genom). Das Kerngenom besteht aus 23 Chromosomen, die vom Vater und der Mutter vererbt werden, während die Mitochondrien alle von der Mutter stammen. Der Ursprung des Genoms konstruiert die Blutethik der gesamten menschlichen Gesellschaft. Die Eltern-Kind-Beziehung hängt letztendlich von der Identifizierung des Ursprungs der Chromosomen ab.

Abbildung: Das menschliche Kerngenom, das aus 23 Chromosomenpaaren besteht, wobei ein Chromosom jedes Paares vom Vater und das andere von der Mutter stammt. Bei der Geburt eines Kindes wird aus jedem Chromosompaar nach dem Zufallsprinzip ein Chromosom ausgewählt, das an das Kind weitergegeben wird. Das letzte Chromosomenpaar bei Männern ist XY und bei Frauen XX.丨Quelle: Wikipedia

„Bluttest“: eine uralte Methode zur Vaterschaftsbestimmung

Vaterschaftstests sind kein neues Thema. Es ist mehr als zweitausend Jahre her, dass die Menschen aufgehört haben, an „Induktion“ zu glauben, und stattdessen glaubten, dass es für jede Wirkung eine Ursache geben muss und „wie der Sohn, so der Vater“. Allerdings wurde die Methode eines wirklich wissenschaftlich fundierten Vaterschaftstests erst mit der Entwicklung des menschlichen Blutgruppensystems und der Serologie zu Beginn des 20. Jahrhunderts etabliert. Das Prinzip dieser Identifizierungsmethode basiert auf den Ergebnissen serologischer Tests: Verschiedene menschliche Individuen haben eine einzigartige Proteinantigenität, während die Proteinantigenität bei Eltern und Kindern tendenziell gleich ist. Wenn beispielsweise im bekannten AB0-Blutgruppensystem das Baby eines Paares mit Blutgruppe O die Blutgruppe A oder B hat, muss nachgewiesen werden, dass der Vater nicht der biologische Vater ist. Wenn das Baby Blutzuckerwert AB hat, melden Sie dies bitte unter der 110, da es sich bei der Mutter auch nicht um die biologische Mutter handelt. Allerdings ist die Ausschlusskraft dieser Methode begrenzt: Bei Tests auf die Blutgruppen A, B und AB ist die Möglichkeit ausgeschlossen, dass das Baby ein leibliches Kind ist. Hat das Baby jedoch die Blutgruppe 0, kann damit nicht nachgewiesen werden, dass es definitiv ein leibliches Kind ist.

Zur Lösung dieses Problems kann ein HLA-Test eingesetzt werden. HLA steht für das humane Leukozytenantigen, das in der Bevölkerung hochgradig polymorph ist und bei Organtransplantationen unbedingt getestet werden muss. Eine HLA-Nichtübereinstimmung führt zur Abstoßung. Bei HLA-Tests zur Vaterschaftsbestimmung besteht eine hohe Ablehnungsrate von 80 %, allerdings ist dafür eine große Blutprobe erforderlich und sie sind für Säuglinge unter sechs Monaten nicht geeignet.

Da das menschliche Verständnis für die Natur des genetischen Materials immer tiefer wird und sich die DNA-Testtechnologie weiterentwickelt, ist mit dem Vaterschaftstest das Zeitalter der DNA-Tests angebrochen. Der DNA-Test ist mittlerweile die zuverlässigste Methode zur Vaterschaftsbestimmung. Frühere DNA-Tests beruhten auf RFLP (Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus), dessen Prinzip darin besteht, dass DNA mit unterschiedlichen Sequenzen nach dem Schneiden durch Restriktionsendonukleasen Fragmente unterschiedlicher Länge produziert. Der am häufigsten verwendete Test ist die PCR, die hauptsächlich Eltern-Kind-Beziehungen durch die Verstärkung der Längenunterschiede von Short Tandem Repeats (STR) identifiziert. Wer sich für Kriminalermittlungen interessiert, weiß, dass die moderne Gerichtsmedizin DNA mithilfe der PCR-Amplifikation bereits in Spuren nachweisen kann. Auch der zuvor vorgestellte Nukleinsäuretest auf das neue Coronavirus basiert auf der PCR-Amplifikation.

Abbildung: Technologische Entwicklungen bei Vaterschaftstests im 20. Jahrhundert. [1]

Welche Testergebnisse sind gültig?

Damit ein Testergebnis gültig ist, muss das Experiment gemäß den experimentellen Prinzipien konzipiert sein und über gute Kontrollen verfügen: negative Kontrolle und positive Kontrolle. Gemäß dem Prinzip und der experimentellen Vorgehensweise beweist ein positives Ergebnis einer positiven Probe, dass das Nachweissystem funktionieren kann, während ein negatives Ergebnis einer negativen Probe beweist, dass das Nachweissystem nicht kontaminiert ist. Wenn die Negativkontrolle ein positives Ergebnis zeigt oder die Positivkontrolle ein negatives Ergebnis zeigt, wird das Testergebnis aufgehoben.

Darüber hinaus müssen die Experimente standardisiert sein und den notwendigen Wiederholungen standhalten. Wenn eine Probe manchmal positiv und manchmal negativ ist, wie kann sie dann genau sein? Zusammenfassend lässt sich sagen: 1. Die Theorie ist umsetzbar, 2. das Design ist sinnvoll, 3. die Bedienung ist standardisiert. Es gibt einen wunderbaren Bluttest zur Identifizierung von Verwandten in einem Palast-Kampfdrama. Keine dieser drei Bedingungen ist erfüllt. Für Bluttests zur Identifizierung von Verwandten gibt es keine wissenschaftliche Grundlage.

Links: Zeigt die Negativkontrolle ein positives Ergebnis, liegt ein Problem mit dem Nachweissystem vor. Rechtes Bild: Die Operation soll standardisiert werden.

Eigentlich ist das alles ein Kinderspiel. Es gibt auch eine Geschichte in der Geschichte, in der es nicht genügte, blutige Informationen auszuspucken, sodass man menschliches Blut verspritzen musste, um Verwandte zu identifizieren. Historische Aufzeichnungen zeigen, dass Kaiser Wu von Liang, Xiao Yan, den abgesetzten Kaiser Xiao Baojuan von Süd-Qi enthauptete und seine Palastzofe Wu Jinghui gefangen nahm und ihm den Titel Wu Shuyuan verlieh. Sieben Monate nach ihrem Einzug in den Palast brachte Wu Shuyuan Xiao Zong zur Welt. Daher verbreiteten sich Gerüchte, dass Xiao Zong tatsächlich der posthume Sohn von Xiao Baojuan sei. Xiao Yan war anderer Meinung, aber für Xiao Zong war es ein Dorn im Auge. Schließlich sagte Wu Shuyuan Xiao Zong die Wahrheit: Sohn, dein Vater ist Xiao Baojuan. Xiao Zong war sehr experimentierfreudig. Er grub das Grab seines biologischen Vaters aus und träufelte sein eigenes Blut auf die Überreste von Xue Baojuan, um ihn als seinen biologischen Vater anzuerkennen (das Träufeln seines Blutes auf die Knochen wird als Knochenverwandtschaft bezeichnet, und wenn das Blut in die Knochen sickert, bedeutet das, dass er sein biologischer Sohn ist, was jedoch jeglicher wissenschaftlichen Grundlage entbehrt). Das Blut sickerte ein. Da dieses Experiment jedoch keinen Erfolg hatte, tötete Xiao Zong seinen eigenen Sohn, der gerade einen Monat alt war, nahm die Knochen heraus und führte weitere Experimente durch. Erst als das Blut eindrang, glaubte er wirklich, dass er Xiao Baojuans posthumer Sohn war. Das... ich schätze, es ist gut, dass ihm niemand gesagt hat, dass er auch eine negative Kontrolle und wiederholte Experimente benötigt.

Hausaufgaben

Wie wird die Negativkontrolle für dieses Experiment durchgeführt? Bitte hinterlassen Sie eine Nachricht und senden Sie Ihre Antworten ab.

Aktuelle Methoden der Vaterschaftstests

1. Nachweisziel: Mikrosatelliten-DNA

Das Testziel, das für Vaterschaftstests verwendet werden kann, muss zwei Elemente erfüllen: 1. Es kann stabil zwischen Eltern und Kindern übertragen werden und ist stabil genug, um ihre Blutsverwandten zu identifizieren; 2. Die Bevölkerung ist sehr vielfältig und einzigartig genug, um nicht blutsverwandte Personen auszuschließen. Im menschlichen Genom gibt es eine Gruppe von DNA-Fragmenten, die sogenannte Mikrosatelliten-DNA, die diese Aufgabe übernehmen kann.

Mikrosatelliten-DNA wird in der Tiergenetik oft als „Short Tandem Repeats“ (STR) bezeichnet. Es handelt sich um eine Art Tandem-Wiederholungssequenz, die aus einer kurzen Sequenz von 1 bis 6 Basen besteht, die 5 bis 50 Mal wiederholt wird. Das menschliche Genom enthält Tausende von STR-Sequenzen, die oft in nicht-kodierender DNA vorkommen. Im Vergleich zu anderen DNA-Sequenzen weist STR eine höhere Mutationsrate auf, und die Mutationsform besteht hauptsächlich in einer Zunahme oder Abnahme der Anzahl kurzer Sequenzwiederholungen und wird nicht durch natürliche Selektion eliminiert (einfach ausgedrückt: Unwichtige Dinge haben einen großen Spielraum für Variabilität, so wie die Räder eines Autos nur rund sein können, während die Form der Nabe relativ frei ist). Daher weist STR einen hohen Polymorphismus in der Bevölkerung auf und wird als DNA-Fingerabdruck bezeichnet, der für Vaterschaftstests geeignet ist. Das Identifikationskit einer Mainstream-Marke verwendet eine Kombination aus 15 STR-Loci plus 1 Geschlechtsgen.

Die Anzahl der STR-Tests und die Auswahl der Loci können je nach ethnischer Gruppe und Bevölkerungsgröße optimiert werden und umfassen im Allgemeinen die dreizehn Kern-Loci von CODIS. Das Gen zur Geschlechtsidentifizierung verwendet im Allgemeinen das Amelogenin-Gen, das auf dem X-Chromosom und dem Y-Chromosom in verschiedenen Versionen vorliegt, die AMELX bzw. AMELY genannt werden. AMELY ist sechs Basen kürzer als AMELX. Wenn auf diese Weise durch Amplifikation zwei lange DNA-Produkte erhalten werden, handelt es sich um ein Weibchen (XX). Wenn zwei amplifizierte Produkte, ein langes und ein kurzes, erhalten werden, handelt es sich um ein Männchen (XY).

Abbildung: Kurze Tandemwiederholung (STR). In verschiedenen menschlichen Körpern kann die Anzahl der Wiederholungen des kurzen Segments am gleichen STR-Locus unterschiedlich sein (die Abbildung zeigt 7 bzw. 11 Wiederholungen). Auch die Anzahl und Abfolge der Basen in den kurzen Segmentwiederholungseinheiten verschiedener STR-Loci sind unterschiedlich (in der Abbildung unten sind es 2 bis 5 Basenwiederholungseinheiten). Die Größe des nach der Primeramplifikation erzeugten DNA-Produktfragments steigt mit dem Produkt aus der SRT-Wiederholungseinheit und der Anzahl der Wiederholungen (das endgültige amplifizierte Fragment umfasst neben der STR-Sequenz auch die Sequenzen auf beiden Seiten der STR, und die Gesamtlänge des Fragments liegt im Bereich von 90 bis 370 Basenpaaren). [2]

CODIS-Kern-STR-Loci

CODIS (Combined DNA Index System) ist eine vom FBI in den Vereinigten Staaten unterstützte DNA-Datenbank der Strafjustiz. Von Oktober 1998 bis 31. Dezember 2016 gab es 13 Kern-STR-Loci, die in diesem Zeitraum registriert werden mussten. Seit dem 1. Januar 2017 wurde die Zahl auf 20 erhöht.

Abbildung: Die dreizehn Kern-STR-Loci von CODIS und ihre Lage auf den Chromosomen (AMEL ist das Gen zur Geschlechtserkennung) [3]

Abbildung: Mit einem Mainstream-Testkit ausgewählte STR-Loci und ihre nachweisbaren Allele. Es enthält 13 CODIS-Kernloci und zwei zusätzliche Loci, D2S1338 und D19S433, sowie das Amelogenin-Geschlechtsidentifikationsgen. Der numerische Wert des Allels gibt an, wie oft die kurze Sequenz an dieser Stelle wiederholt wird. Beispielsweise gibt es am Locus D8S1179 12 Allele, etwa 8 und 9. Die durch Amplifikation erkannten möglichen Kombinationen von Allelen betragen 12 x 12 = 144 (diploid, sodass jeder Locus zwei mögliche Allele hat). Die möglichen Kombinationen der einzelnen Ortskurven können der Reihe nach berechnet werden. Das Produkt aller möglichen Standortkombinationen ist die Gesamtzahl der STR-Kombinationen, die mit diesem Kit theoretisch erkannt werden können.

Abbildung: DNA-Fragmentgrößen nach der Elektrophorese für alle STR-Allele, die mit einem Mainstream-Kit erkannt werden können. In tatsächlichen Experimenten werden alle DNA-Fragmente in einer Spur getrennt. DNA mit kurzen Fragmenten läuft schneller, während DNA mit langen Fragmenten langsamer läuft, sodass DNA-Fragmente unterschiedlicher Länge getrennt werden. Einige STR-Sequenzen können die gleiche amplifizierte Länge aufweisen. In diesem Fall müssen sie anhand der Farbe des an die Fragmente gebundenen Fluoreszenzfarbstoffs unterschieden werden.

2. Nachweismethode: PCR

Bei der aktuellen Methode zur STR-Erkennung wird hauptsächlich die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verwendet, um DNA-Fragmente mit spezifischen STR-Stellensequenzen zu amplifizieren und ihre Länge durch Elektrophorese zu ermitteln, um die Anzahl der STR-Wiederholungen zu bestimmen. Das Prinzip der PCR finden Sie im zweiten Teil des Artikels „Warum ist es schwierig, Fehlalarme bei der Umweltüberwachung zu vermeiden?“.

Die derzeit verwendeten gängigen Testkits können 15 Allele und 1 Geschlechtsidentifikationsgen im selben Reagenzglas amplifizieren. Die Größe des nach der Primeramplifikation erzeugten DNA-Produktfragments steigt mit dem Produkt aus der SRT-Wiederholungseinheit und der Anzahl der Wiederholungen (das endgültige amplifizierte Fragment enthält nicht nur die STR-Sequenz, sondern auch die Sequenzen auf beiden Seiten der STR, und die Gesamtlänge des Fragments liegt im Bereich von 90 bis 370 Basenpaaren). Die amplifizierten Produkte wurden mittels Kapillarelektrophorese getrennt und nachgewiesen.

Abbildung: Beispiel für Testergebnisse eines gängigen Testkits. An jedem STR-Locus sind ein bis zwei Peaks zu erkennen und anhand der Größe lässt sich die Anzahl der Allel-Wiederholungen bestimmen. Wenn zwei Peaks vorhanden sind, bedeutet dies, dass an diesem STR-Locus zwei unterschiedliche Allele vorhanden sind und eines davon bei seinen Kindern oder Eltern erkannt werden sollte. Wenn ein Peak vorhanden ist, bedeutet dies, dass die beiden Allele dieses STR-Locus übereinstimmen, die STR-Loci beider Eltern dieses Allel enthalten sollten und ihre Kinder dieses Allel haben müssen.

3. Testproben: DNA ist sehr stabil

Kern-DNA findet sich in jeder kernhaltigen Zelle des Körpers, vom Speichel über die Knochen bis hin zu Zähnen und Haaren. Mithilfe der PCR-Technologie kann eine kleine Menge DNA amplifiziert werden. Dabei kann eine kleine Anzahl von STR-Zielen in großen Mengen repliziert werden, um eine nachweisbare Menge an DNA-Amplifikationsfragmenten zu erhalten. Solange die DNA des zu testenden Objekts gewonnen werden kann, kann daher jedes Material für den Test verwendet werden. Normalerweise ähnelt die Probenahmemethode für den Vaterschaftstest der Probenahmemethode für den Nukleinsäuretest auf das neuartige Coronavirus, mit der Ausnahme, dass für die Probenahme beim Vaterschaftstest lediglich eine ausreichende Menge autologer Zellen von der Mundinnenwand abgeschabt werden muss.

DNA ist sehr stabil. In einigen Fällen, in denen die Person verstorben ist, können, sofern sie nicht zu Asche verbrannt ist, ihre Haare, Knochen und insbesondere das Zahnmark grundsätzlich zur Gewinnung von DNA-Proben verwendet werden, die für einen Vaterschaftstest verwendet werden können. Bei Haaren sind Proben mit Haarfollikeln Proben ohne Haarfollikel weit überlegen. Es gibt jedoch Berichte, dass Haare ohne Haarfollikel für einen Vaterschaftstest verwendet werden können (hierfür kann mitochondriale DNA oder eine für Haare geeignete DNA-Extraktions- und Amplifikationstechnologie verwendet werden) [4]. Ist die Entnahme von Proben aus dem Körper des Verstorbenen nicht möglich, können auch aus der Kleidung oder persönlichen Gegenständen des Verstorbenen (z. B. einem Kamm) Proben gewonnen werden, die für die Untersuchung verwendet werden können. In diesem Fall muss gegebenenfalls ausgeschlossen werden, dass die Probe durch DNA anderer Personen verunreinigt wurde.

Abbildung: In Zellen enthaltene chromosomale DNA (oben rechts) und Proben, die zur Identifizierung verwendet werden können. Von oben links beginnend und gegen den Uhrzeigersinn gehend sind dies Haare, Speichel, Blut, Sperma und Urin. Die letzten vier Proben können als getrocknete Plaques bezogen werden. [5]

Die Entwicklung moderner Biotechnologie ermöglicht nicht-invasive DNA-Tests ungeborener Föten. Dieser Test wird durchgeführt, indem mütterliches Blut mittels Venenpunktion entnommen wird, um „zellfreie fetale DNA“ (cffDNA) zu erhalten. Bei der sogenannten cffDNA handelt es sich um fetale DNA, die frei im Blut der Mutter zirkuliert und aus den embryonalen Trophoblastzellen stammt. Die cffDNA-Analyse ist eine nicht-invasive Methode der pränatalen Diagnostik (Screening auf genetische Erkrankungen, Chromosomenanomalien etc.) und wird häufig bei älteren Schwangeren eingesetzt. cffDNA, die nach neun Schwangerschaftswochen auftritt, kann auch für einen Vaterschaftstest verwendet werden (ob dies gesetzlich zulässig ist, müssen Sie von den entsprechenden Rechtsexperten erfragen).

4. Verbrauchsmaterialien des Instruments: ähnlich der Konfiguration für Nukleinsäuretests

Die für den Vaterschaftstest erforderlichen experimentellen Bedingungen ähneln grundsätzlich der Konfiguration eines Nukleinsäuretestlabors (siehe den ersten Teil von „Warum ist es schwierig, falsch positive Ergebnisse bei der Umweltüberwachung zu vermeiden?“), es ist jedoch eine bessere Plattform zur Elektrophoreseanalyse erforderlich.

5. Ergebnisanalyse: Möglicherweise ist dies das letzte Wort, oder es sind weitere Beweise erforderlich

Nach Amplifikation und Elektrophorese kann der Alleltyp des erkannten STR-Locus ermittelt werden. Durch Vergleich der Alleltypen zwischen den Probanden können die Ergebnisse ermittelt werden. Sehen wir uns anhand des folgenden vereinfachten Beispiels an, wie die Analyse durchgeführt wird.

Das erste Beispiel umfasste eine Analyse der DNA-Testergebnisse des Opfers, der Tatwaffe und dreier Verdächtiger. Die DNA-Probe auf der Tatwaffe kann vom Opfer oder vom Täter stammen. Anhand der unterschiedlichen Bänder können wir erkennen, dass die Bänder auf der Tatwaffe sich von denen auf der Probe des Opfers unterscheiden und offensichtlich von jemand anderem als dem Opfer stammen. Vergleichen wir die Tatwaffe und die Proben der drei Verdächtigen. Haben Sie den mutmaßlichen Mörder gefunden?

Bild: Fall 1, wer ist der Mörder? [6]

Das zweite Beispiel betrifft die Identifizierung des biologischen Vaters (derselbe Ansatz und dasselbe Prinzip werden zur Identifizierung der biologischen Mutter verwendet). Die DNA-Testbänder der Babys in der zweiten Spalte stammen von der ersten biologischen Mutter und einem der 3., 4. und 5. biologischen Vaterkandidaten. Beispielsweise sind das 1., 4. und 5. schwarze DNA-Band des Babys bei der biologischen Mutter nicht vorhanden. Diese Bänder werden vom biologischen Vater vererbt, während das 2., 3. und 6. schwarze DNA-Band von der biologischen Mutter vererbt werden (die Bänder der biologischen Mutter können übereinstimmen). Als Nächstes müssen Sie nur noch die Band finden, die in den Testergebnissen des Babys, aber nicht bei der biologischen Mutter vorhanden ist, und dann herausfinden, bei welchem ​​potenziellen Vater sie vorhanden ist. Haben Sie sie gefunden?

Abbildung: Fall 2: Wer ist der biologische Vater? [7]

Wenn bei der eigentlichen Identifizierungsoperation zwischen den getesteten Personen eine Eltern-Kind-Beziehung besteht, dann gibt es an jedem ihrer STR-Loci ein identisches Allel; umgekehrt, wenn an jedem STR-Locus der getesteten Personen ein identisches Allel vorhanden ist, dann liegt die Möglichkeit einer Eltern-Kind-Beziehung bei über 99,99 % (die eigentliche Operation beinhaltet die Berechnung und Anwendung des Combined Paternity Index, CPI, der in diesem Artikel nicht behandelt wird, aber das Verständnis des Themas nicht beeinträchtigt).

Wenn es also schwierig ist, genaue Proben der Eltern zu erhalten, ist es dann möglich, Geschwister durch einen Vaterschaftstest zu identifizieren?

Unabhängig vom Geschlecht kann, sofern ihre mitochondriale DNA getestet wird und die Sequenzen übereinstimmen, festgestellt werden, dass es sich um Geschwister derselben Mutter oder um Cousins ​​derselben mütterlichen Linie handelt (es ist nicht ausgeschlossen, dass es sich um sehr entfernte Cousins ​​handelt). Handelt es sich um Brüder, kann nach der Untersuchung ihrer Y-Chromosomen und der Feststellung identischer Sequenzen festgestellt werden, dass es sich um Brüder desselben Vaters oder um Cousins ​​derselben väterlichen Linie handelt (es gibt keine Garantie dafür, wie nahe die Cousins ​​einander sind). Was andere Chromosomen betrifft oder ob STR-Loci übereinstimmen, liegt dies innerhalb eines Wahrscheinlichkeitsbereichs. Wenn wir beispielsweise die mitochondriale DNA ignorieren, kann es theoretisch so aussehen, als ob ein Geschwisterpaar hinsichtlich der chromosomalen DNA nicht blutsverwandt wäre (die von den Gameten der Spermien und Eizellen ausgewählten Chromosomen sind unterschiedlich). Theoretisch kann ein Paar auch in zwei Gruppen (in unterschiedlichem Alter, aber die Wirkung ist wie bei eineiigen Zwillingen) Brüder oder Schwestern mit genau der gleichen chromosomalen DNA zur Welt bringen (die von den Gameten der Spermien und Eizellen ausgewählten Chromosomen sind die gleichen). Obwohl die Wahrscheinlichkeit, dass die oben genannten Situationen eintreten, sehr gering ist (wenn man bedenkt, dass Chromosomen während der Bildung von Gameten auch neu kombiniert werden können, ist die Situation komplizierter), liegt die Beziehung zwischen Geschwistern in Wirklichkeit zwischen den beiden oben genannten Extremsituationen. Daher ist die Glaubwürdigkeit der Identifizierungsergebnisse zwischen Geschwistern ungewiss und es handelt sich nicht um das beste Material zur Identifizierung der Blutsverwandtschaft.

Daher müssen Vaterschaftstests im wirklichen Leben im Allgemeinen mit anderen Beweisen kombiniert werden (Reproduktionsgeschichte der Eltern, Aussagen von Verwandten oder die Einführung weiterer blutsverwandter Personen zur Identifizierung und Analyse), um zu einem genaueren Urteil zu gelangen.

6. Wie wurde die mütterliche genetische Verwandtschaft der „Chain Woman“ festgestellt?

Screenshot von CCTV News: Die Schlussfolgerung des Berichts zeigt, dass die getesteten Personen durch 60 mtDNA-SNP-Tests mit der mütterlichen genetischen Verwandtschaft übereinstimmen. (Quelle | CCTV-Nachrichtenkanal)

Am 23. Februar berichtete CCTV News über den Ermittlungsprozess im Vorfall „Mädchen aus Fengxian, das acht Kinder zur Welt brachte“. Das Zentrum für die Identifizierung physischer Beweise des Ministeriums für öffentliche Sicherheit führte einen DNA-Test und einen Vergleich der Blutproben der „Kettenmädchen“ Yang Mouxia und Guang Mouying mit den biologischen Proben durch, die aus den Reliquien von Xiao Huameis Mutter Pu Mouma entnommen wurden, und kam zu dem Schluss, dass „Pu Mouma, Yang Mouxia und Guang Mouying alle die biologische Eltern-Kind-Beziehung erfüllen.“ Aus den im Nachrichtenvideo gezeigten Materialien geht hervor, dass es sich bei diesem Test um mitochondriale DNA (mtDNA) handelt.

Mitochondrien sind im Zytoplasma gelegene Organellen, die für die aerobe Atmung sorgen und die „Energiewährung“ ATP produzieren. Mitochondriale DNA (mtDNA) ist DNA, die sich in Mitochondrien befindet und ein extranukleäres genetisches Material ist (DNA kommt auch in Chloroplasten von Pflanzen vor). Jedes Mitochondrium enthält mehrere Kopien der zirkulären doppelsträngigen mtDNA, von denen jede insgesamt 16.569 Basenpaare enthält, darunter 37 Gene, und viel kleiner ist als das Kerngenom[8]. Bei Tieren wird die mtDNA in der befruchteten Eizelle hauptsächlich von der Mutter vererbt (die väterlichen Mitochondrien werden in der befruchteten Eizelle abgebaut). Daher ermöglichen die mütterlichen Vererbungseigenschaften der mtDNA den Forschern, die langfristige Genealogie der Mutter zurückzuverfolgen und die mütterlichen Vorfahren durch die mitochondriale DNA aufzuspüren (die väterliche Genealogie wird mithilfe des Y-Chromosoms durchgeführt).

Abbildung: Mitochondrien sind Organellen im Zytoplasma eukaryotischer Zellen und ihre Matrix enthält zirkuläre mitochondriale DNA. (Quelle | Wikipedia)

Die Mutationsrate von mtDNA ist höher als die von Kern-DNA, und Mutationen treten häufig an der dritten Position des Codons in der Protein-codierenden Sequenz auf. Darüber hinaus verfügt mtDNA über zwei hypervariable Kontrollregionen (HVR1 und HVR2). Daher enthält mtDNA eine relativ große Anzahl von Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs), d. h. die Basentypen an einer einzelnen Stelle sind in der Population unterschiedlich. Daher kann die mütterliche Vererbung der getesteten Probe mit Hilfe der Anzahl der in der mtDNA enthaltenen SNPs analysiert werden. Informationen aus mtDNA wurden 1996 erstmals von einem US-Gericht als Beweismittel zugelassen.

Derzeit können mtDNA-Tests durchgeführt werden, indem 1) HVR1 mit den meisten SNPs gemessen wird, 2) die vollständige mtDNA-Sequenz gemessen wird oder 3) ein Microarray-Chip verwendet wird, um ausgewählte SNPs im gesamten mtDNA-Genom zu scannen. Die zweite Methode liefert die meisten Informationen, während die dritte Methode eher für groß angelegte kommerzielle Anwendungen geeignet ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass sich durch die ausschließliche Verwendung von mtDNA-Informationen nur die mütterliche genetische Verwandtschaft zwischen den getesteten Personen feststellen lässt, nicht jedoch die Verwandtschaft zwischen Mutter und Tochter oder Schwestern (die sogenannte mütterliche genetische Verwandtschaft zwischen zwei Personen bedeutet, dass sie in einer unbekannten Generation dieselbe Urgroßmutter haben). Die beiden verdächtigen Schwestern müssen durch eine separate Identifizierung Informationen über ihre biologische Mutter einholen oder, wie es in der Mitteilung heißt, weitere Testberichte von nahen Verwandten einholen, um bessere Rückschlüsse ziehen zu können.

CCTV News Screenshot: Expertenmeinung (Teil) (Quelle | CCTV News Channel)

Darüber hinaus geht aus dem Gutachten (siehe Abbildung oben) hervor, dass zwischen der mutmaßlichen biologischen Mutter und einer der mutmaßlichen Schwestern, Guang Mouying, eine Mutter-Tochter-Beziehung besteht. Sollte sich zudem bestätigen, dass zwischen der mutmaßlichen biologischen Mutter und der getesteten Person Yang Mouxia (auch bekannt als „Iron Chain Girl“) eine Mutter-Tochter-Beziehung besteht (wie es in der Mitteilung heißt), dann ist die Beweiskette geschlossen. Die in diesem Bericht verwendete Nachweismethode ist die nukleäre Genom-STR-Erkennung, die bis zu 23 STR-Loci erkennt und dem in den Beispielen dieses Artikels beschriebenen Kit überlegen ist.

Abschluss

Mithilfe der DNA-Identifizierungstechnologie wurden mehr Kriminelle entlarvt, mehr Fehlurteile korrigiert, mehr getrennte Familien wieder zusammengeführt und mehr menschliche Tragödien ans Licht gebracht. Fachleute sollten Professionalität als ihr Leben betrachten und Berufsverbände sollten Glaubwürdigkeit als ihr Leben betrachten. Diese Welt will die Wahrheit, und es muss die Wahrheit geben.

Verweise

[1]https://web.archive.org/web/20041119070715/http://www.paternity-answers.com/history-paternity-test.html#1920

[2]https://www.researchgate.net/publication/221912832_DNA_biometrics/figures?lo=1

[3] https://openlab.citytech.cuny.edu/openstax-bio/exam-4/biotechnology-genomics/5/

[4] ishinews.com/no-nuclear-dna-in-rootless-hair-myth-or-fact/

[5] https://openlab.citytech.cuny.edu/openstax-bio/exam-4/biotechnology-genomics/5/

[6] https://ib.bioninja.com.au/standard-level/topic-3-genetics/35-genetic-modification-and/dna-profiling.html

[7] https://ib.bioninja.com.au/standard-level/topic-3-genetics/35-genetic-modification-and/dna-profiling.html

[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrial_DNA

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