Zwillings-Genom Der kleine Unterschied

Im Prinzip ist das Genom von eineiigen Zwillingen identisch. Das kann etwa bei einem Vaterschaftstest ein echtes Problem darstellen. Doch eine aufwendige Forscherarbeit zeigt jetzt: Ein paar Unterschiede finden sich doch.

Feine Unterschiede: Eineiige Zwillinge müssen genetisch nicht hundertprozentig identisch sein
Corbis

Feine Unterschiede: Eineiige Zwillinge müssen genetisch nicht hundertprozentig identisch sein

Von


Von wem stammt die Spur am Tatort? Wer ist wirklich der Vater des Kindes? Falls unter den Gesuchten ein eineiiger Zwilling ist, wird die Angelegenheit kompliziert. Denn herkömmliche Tests können keine eindeutige Antwort geben, mit ihnen lassen sich keine Unterschiede zwischen den Geschwistern feststellen. Aus diesem Grund konnten sich beispielsweise zwei Verdächtige beim KaDeWe-Millionenraub glücklich schätzen: DNA-Spuren an einem Handschuh konnten keinem der eineiigen Zwillinge zweifelsfrei zugeordnet werden.

Theoretisch sollte es aber möglich sein, Zwillinge per DNA-Analyse zu unterscheiden, rechneten Forscher um Michael Krawczak von der Universität Kiel im vergangenen Jahr vor. In mindestens 83 Prozent der Fälle müsste sich demnach mindestens eine Mutation finden, die einer der Zwillinge und seine Nachkommen tragen - der andere Zwilling jedoch nicht. "Der Anstoß für das Gedankenexperiment war ein damals in Deutschland anhängiger Vaterschaftsprozess, bei dem der mutmaßliche Vater einen eineiigen Zwilling hatte", sagt Krawczak. "Solche Streitfälle konnten bislang mit naturwissenschaftlichen Methoden nicht gelöst werden."

Die seltenen Unterschiede im Zwillingserbgut beruhen auf Mutationen, die in einer entscheidenden Phase entstehen: Nämlich wenn beide Zwillinge im Mutterleib gerade beginnen, sich getrennt zu entwickeln - zu diesem Zeitpunkt bestehen beide Embryonen zusammen meist erst aus 16 bis 150 Zellen. Genetischen Veränderungen, die dort ihren Ursprung haben, können dann im Gewebe sowie in den Keimzellen eines Zwillings vorzufinden sein - und damit auch vererbt werden -, während der andere sie nicht besitzt.

Eine Forschergruppe des Unternehmens Eurofins Genomics aus Ebersberg hat jetzt nachgewiesen, dass die genetische Unterscheidung eineiiger Zwillinge tatsächlich in der Praxis möglich ist. Im Fachmagazin "Forensic Science International: Genetics" berichten Burkhard Rolf und seine Kollegen von dem aufwendigen Experiment. "Es freut mich, dass unsere Vorhersage jetzt empirisch belegt wurde", sagt Krawczak.

Vater, Mutter, Kind und Zwillingsonkel

Eine Familie samt Zwillingsonkel machte den Versuch möglich. Mutter, Kind, Vater und Onkel spendeten jeweils etwas Blut. Von den Zwillingen wurden zusätzlich noch Proben aus der Mundschleimhaut sowie Sperma analysiert.

Bei einem gewöhnlichen Vaterschaftstest vergleichen Forscher nur einige Genorte. Das reicht bei eineiigen Zwillingen natürlich nicht aus, um einen der beiden als Vater zu identifizieren.

Eurofins sequenzierte das komplette Erbgut beider Zwillinge sowie des Kindes. Die Forscher entdeckten dabei fünf sogenannte Punktmutationen, die bei Kind und Vater vorlagen, aber nicht beim Onkel (oder bei der Mutter). Diese waren größtenteils nicht nur in den Spermaproben, sondern auch im Schleimhautabstrich des Vaters zu finden.

Das Forscherteam, dem nicht mitgeteilt wurde, welcher Zwilling der Vater ist, konnte die Frage tatsächlich nach Abschluss der Analysen korrekt beantworten.

Nach Angaben von Eurofins Genomics hat der wissenschaftliche Teil der Arbeit etwa sechs Wochen in Anspruch genommen, wobei etwa drei Wochen davon auf die Sequenzierung der Genome entfielen. Auch der folgende Bioinformatik-Aufwand war hoch. Ein Aspekt sei allein die Speicherung und Analyse der Rohdaten, schreiben die Forscher. Sie hätten mit circa 3,8 Terabyte an Daten gearbeitet. Die Kosten des Experiments lagen im fünf- bis sechsstelligen Bereich.



Forum - Diskutieren Sie über diesen Artikel
insgesamt 12 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
lance-vance 17.12.2013
1.
Das sich eineiige Zwillinge genetisch unterscheiden, ist nicht wirklich neu. Alleine durch die Mutationen, die durch Umwelteinflüsse entstehen, sollten, vorausgesetzt einer vollständigen Analyse, die laut Artikel wohl bei Vaterschaftstests nicht immer durchgeführt wird, schon zur eindeutigen Identifikation ausreichen.
Emmi 17.12.2013
2. Wer soll das bezahlen!?
Zitat von lance-vanceDas sich eineiige Zwillinge genetisch unterscheiden, ist nicht wirklich neu. Alleine durch die Mutationen, die durch Umwelteinflüsse entstehen, sollten, vorausgesetzt einer vollständigen Analyse, die laut Artikel wohl bei Vaterschaftstests nicht immer durchgeführt wird, schon zur eindeutigen Identifikation ausreichen.
Eine vollständige Genomanalyse wird bei einem Vaterschaftstest nie durchgeführt werden, denn die Kosten (siehe Artikel: sechsstellig) wäre wohl kein Vaterschaftskandidat bereit, zu tragen...
schinge 17.12.2013
3.
Zitat von lance-vanceDas sich eineiige Zwillinge genetisch unterscheiden, ist nicht wirklich neu. Alleine durch die Mutationen, die durch Umwelteinflüsse entstehen, sollten, vorausgesetzt einer vollständigen Analyse, die laut Artikel wohl bei Vaterschaftstests nicht immer durchgeführt wird, schon zur eindeutigen Identifikation ausreichen.
Wenn die Mutation aber nicht in allen Geweben vorhanden ist (dazu müsste die gleiche Mutation in ALLEN Zellen des einen Embryos auftreten - und nicht im anderen Zwillingsembryo), kann man sie auch nicht unbedingt einfach nachweisen. Es kann also z.B. sein, daß eine Mutation in Hautzellen nachgewiesen wird, die bei den Keimbahnzellen (Spermien) nicht vorhanden ist. Diese spezifische Mutation kann dann auch nicht an die Nachkommen vererbt werden. Zusätzlich hat man auch noch das problem, dass ein Nachkomme nur die Hälfte des jeweiligen Genoms abbekommt - das könnte auch gerade die nichtmutierte Hälfte sein.
der.tommy 17.12.2013
4. @lance-vance
genetische mutationen aufgrund von umwelteinfluessen treten wohl eher selten bei embryonen mit 150 zellen im mutterleib aus. ueber die geringe ausdehnung des embryos koennen wohl alle umweltfaktoren als hinreichend konstant angesehen werden. mithin beeinflussen umwelteinfluesse zumeist nicht das genom einer jeden zelle des menschlichen koerpers, sondern in den meisten faellen nur die aktivierung bestimmter gene, was keine unterscheidbarkeit entsprechender bestandteile der dna unterschiedlicher personen impliziert
wdiwdi 17.12.2013
5. Nicht so teuer...
Zitat von EmmiEine vollständige Genomanalyse wird bei einem Vaterschaftstest nie durchgeführt werden, denn die Kosten (siehe Artikel: sechsstellig) wäre wohl kein Vaterschaftskandidat bereit, zu tragen...
Das wird derzeit rasant billiger. Das '1000-Dollar-Vollgenom' steht vor der Tür. Schon im Artikel war nur von '5-6 stelligen' Kosten die Rede - und das für 3 komplette und 1 partielles Genom(e), und mit den Kosten für Entwicklung neuer Prozeduren - es hat bestimmt nicht alles auf Anhieb geklappt. Für ein Millionenverbrechen wie der KaDeWe-Raub wäre übrigens auch die Ausgabe einer 6-stellige Summe zur Aufklärung gerechtfertigt.
Alle Kommentare öffnen
Seite 1

© SPIEGEL ONLINE 2013
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.