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

Feine Unterschiede: Eineiige Zwillinge müssen genetisch nicht hundertprozentig identisch sein

Foto: Corbis

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.

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