Zahn der Zeit

Der genetische Fingerabdruck ist eine wichtige Spur – bei der Jagd nach Verbrechern und bei Forschungen zur Menschheitsgeschichte. In einem neuen Labor in der Kieler Rechtsmedizin wird alte DNA analysiert.

Wie leicht sich aus DNA-Analysen falsche Schlüsse ziehen lassen, hat der Fall des "Phantoms von Heilbronn" erst kürzlich gezeigt. Die Polizei suchte zwei Jahre lang nach einem vermeintlichen Serientäter, da immer wieder gleiche DNA-Spuren an verschiedenen Tatorten nachgewiesen wurden. Tatsächlich stammten die Spuren aber nicht vom Tatort, sondern waren bereits auf den Wattestäbchen, die für die Probenentnahme verwendet wurden.

Die Gefahr derartiger Pannen, also einer Verunreinigung mit genetischem Material, das nicht vom Tatort oder von der zu untersuchenden Probe stammt, ist bei Funden aus der Ur- und Frühgeschichte besonders groß. Knochen, die schon 6.000 Jahre lang in der Erde lagen, haben oft nur noch einen winzigen Anteil an Erbsubstanz. Die Kunst der Untersuchung ist, diese und nicht irgendwelche andere DNA zu vervielfältigen und anschließend charakteristische Gensequenzen zu bestimmen.

Um optimale Bedingungen für die Untersuchung von aDNA (alter DNA) zu schaffen, hat die Graduiertenschule "Entwicklung menschlicher Gesellschaften in Landschaften" im Institut für Rechtsmedizin speziell für diese Zwecke neue Laborräume eingerichtet. Derzeit gibt es nur an drei Standorten in Deutschland Labore, die sich auf diese Analysen spezialisiert haben. Seit knapp einem Jahr betreut Dr. Rebecca Renneberg diesen Forschungsbereich. »Unser Problem ist die Degradierung von DNA nach dem Tod. Verschiedene Prozesse führen dazu, dass die DNA im Knochen immer weiter abgebaut wird.« Damit die Wissenschaftler die minimalen Reste der Erbsubstanz tatsächlich finden und nach bestimmten Gensequenzen absuchen können, muss die Untersuchung von Knochen und anderen alten Proben strikt von Blut-, Speichel- oder Gewebeanalysen getrennt werden. »In einer frischen Blutprobe sind einfach Unmengen an DNA. Die können dieses kleine Signal aus der Knochenprobe überlagern. Deshalb ist es wichtig, dass die Räume nur für Knochen und anderes altes Material benutzt werden«, erklärt die Biologin. Doch allein die räumliche Trennung reicht nicht aus. Jeder, der mit dem Knochen in Berührung kommt, muss genetisch typisiert werden. Das gilt auch für alle Mitarbeiter, die übrigens nur komplett vermummt, also mit Mundschutz, Haube, Handschuhen und Kittel das Speziallabor betreten dürfen.

Die Wissenschaftler "schälen" den Knochen, zermahlen zwei Proben, lösen das Knochenpulver in speziellen Flüssigkeiten und stellen so zwei Extrakte her. Diese werden wiederum in vier Portionen geteilt und zu unterschiedlichen Zeiten weiter untersucht. Renneberg: »Das heißt, wir haben vier Ergebnisse. Wenn die übereinstimmen, freuen wir uns. Es ist aber nicht die Regel, so dass weitere Untersuchungen nötig sind.« Um Fehler auszuschließen, gibt es zudem zu jeder Analyse auch noch eine Blindprobe, also eine Auswertung ohne Material. Nur wenn diese Vorsichtsmaßnahmen eingehalten werden, kann man die Daten wissenschaftlich auswerten. »Man muss Daten reproduzieren, Kontrollen laufen lassen und ganz viel investieren. Das ist auch ein Grund dafür, dass es nicht so viele Leute gibt, die aDNA analysieren«, ergänzt Professorin Nicole von Wurmb-Schwark, die das DNA-Labor der Rechtsmedizin leitet. »Wir müssen in der Forensik sehr viele Richtlinien einhalten, wenn wir zum Beispiel Knochenfunde mit der DNA von Vermissten abgleichen oder Straftäter überführen. Wenn wir aDNA untersuchen, geschieht das mit der gleichen Genauigkeit.«

Im Prinzip ermitteln die aDNA-Forscher einen genetischen Fingerabdruck von Menschen oder Tieren, die vor Tausenden von Jahren gelebt haben. Wenn sie erfolgreich sind, können sie Verwandt­schafts­beziehungen zwischen einzelnen Personen oder Völkern nachweisen und damit Rückschlüsse etwa auf soziale Strukturen oder Völkerbewegungen ziehen. Zurzeit betreut Rebecca Renneberg zwei Doktoranden, die ein Stipendium der Graduiertenschule erhalten haben. In dem Projekt von Ben Krause-Kyora geht es um die Frage, wann hier in Norddeutschland die ersten Schweine domestiziert wurden und wie. Dazu analysiert der Biologe DNA-Spuren in Schweineknochen aus der Zeit des Mesolithikums und Neolithikums (ca. 6500 - 2800 v. Chr.). Die zweite Doktorarbeit befasst sich mit dem Aussehen unserer Vorfahren. »Ich entwickle eine Methode, mit der es möglich sein soll, anhand der aDNA Haarfarbe, Augenfarbe und Hautfarbe einer Person zu rekonstruieren«, berichtet Melanie Röpke, die seit einem halben Jahr am Institut für Rechtsmedizin arbeitet. »Letztlich möchte ich die Methode an 300 Skeletten, je 100 aus Nord-, Mittel- und Südeuropa, anwenden.« Angetrieben wird sie von der Frage, wie und wann es dazu kam, dass die Menschen in Europa so extrem unterschiedlich aussehen. Renneberg: »In Südamerika gibt es auch seit etlichen Jahrtausenden Menschen. Trotzdem sind die alle dunkelhäutig, haben schwarze Haare und braune Augen. Warum das in Europa anders ist, ist nicht klar.«

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