Obduktion einer forensischen mtDNA Datenbank

Obduktion einer
forensischen mtDNA
Datenbank
Hans-Jürgen Bandelt
Fachbereich Mathematik
Universität Hamburg
http://www.math.uni-hamburg.de/home/bandelt/
24. Spurenworkshop der Deutschen Gesellschaft
für Rechtsmedizin in Köln (6.-7.2.2004)
H.-J. Bandelt & W. Parson
Pathologie
mitochondrialer
DNA Datensätze
und Obduktion
der mtDNA Datenbank
Loop-BASE“
Eingereichter Artikel
„D-
Vorgeschichte
Auf dem 18. Spurenworkshop Magdeburg
(13.-14.02.1998) waren 15 universitäre
rechtsmedizinische Institute
übereingekommen, eine forensische
zentraleuropäische mtDNA Datenbank als
gemeinsames Projekt am Magdeburger
Institut zu installieren.
Auf dem 21. Spurenworkshop München
(09.-10.02.2001) wurde von
H. Wittig, K.-U. Sattler, D. Krause
(Magdeburg) das realisierte Projekt
„D-Loop-Base“ einer zentraleuropäischen
Datenbank für nicht codierende
mitochondriale Sequenzen vorgestellt:
„D-Loop-BASE im Internet Eine neue Qualität der forensischen
mtDNA-Datenbank“
Holger Wittig, Mike Koecke,
Kai-Uwe Sattler, Dieter Krause
D-Loop-BASE is online now
Central European
database of
mitochondrial DNA
International Congress Series 1239 (2003), S. 505–509
D-Loop-BASE
http://www.d-loop-base.de/index1.htm
• Last database entry July 2001
• Online since August 2001
• Population samples:
1,266 from Germany, 195 from
Switzerland, 102 from Austria, and
47 from 18 countries all over the world,
101 Asians; and several Africans
Vorfall
Die österreichische mtDNA Sequenz
AUT56 von Parson et al. (1998),
innerhalb des Rahmens
16024–16400 (HV1) und 50–407 (HV2)
sequenziert und an D-Loop-BASE
eingesandt,
wurde jetzt in D-Loop-BASE angefragt,
aber konnte so nicht bestätigt werden!
Eingabedaten
HV1 Bereich
Abweichungen in HV1
HV2 Bereich
Abweichungen in HV2
16024 - 16400
16086.0 - C
16129.0 - A
16153.0 - A
16214.0 - G
16223.0 - T
16271.0 - C
16362.0 - C
50 - 407
73.0 - G
106.0 - D
107.0 - D
108.0 - D
109.0 - D
110.0 - D
111.0 - D
263.0 - G
309.1 - C
315.1 - C
Ergebnis
Untersuchte Sequenzen Anzahl
0 Abweichungen
1 Abweichungen
2 Abweichungen
3 Abweichungen
4 Abweichungen
5 Abweichungen
6 Abweichungen
7 Abweichungen
8 Abweichungen
9 Abweichungen
10 Abweichungen
974
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
2
usw.
usw.
Weitere Ergebnisse:
• Anfrage gesondert für die
HV1 Teilsequenz liefert 1 Treffer (d.h.
0 Abweichungen)!
• Anfrage gesondert für die
HV2 Teilsequenz liefert 1 Treffer!
• Anfrage für HV1 & HV2
mit verkürztem Suchrahmen
16051–16365 & 73–340
liefert 1 Treffer!
„Good data quality
is ensured by using
original sequences only.“
Wittig et al. (2000)
Forensic Science International 113, S. 113–118
Offensichtlich war D-Loop-BASE schon
vor Onlinegang August 2001 als
rechtsmedizinische mtDNA Datenbank
dahingeschieden.
Eine Obduktion
– virtuell im Netz
durchgeführt –
soll die Ursachen dafür klären.
Obduktionsergebnis
Äußerer Befund:
Feststellung der letalen
Konzeptions-, Programmier,- und
Eingabefehler
Innerer Befund:
Rekonstruktion (in Teilen) des
fehlerbehafteten Datenbestandes
Fachliche Stellungnahme
Äußerer Befund
Anfrage der gesamten Kontrollregion
HV1 (16024–16569) & HV2 (1–576)
liefert 64 Sequenzen in D-Loop-BASE,
HV1 allein nur 44 Sequenzen;
HV2 allein nur 61 Sequenzen!
Letaler Programmierfehler!
Anfrage der artifiziellen Sequenz (Rekombinante)
16093.0-C 16224.0-C 16311.0-C
im Suchrahmen 16051–16365 & 72–340 liefert unter
1580 untersuchten Sequenzen 3 Treffer,
Aber dieselbe Sequenz angefragt
im Suchrahmen 16051–16365 & 73–340 liefert unter
1581 untersuchten Sequenzen keinen Treffer!
Letaler Programmierfehler!
Anfragen einzelner Positionen:
Suchrahmen HV1 16189–16189
1. Anfrage: –
(d.h. CRS)
2. Anfrage: 16189.0-T (wiederum CRS!)
3. Anfrage: 16189.0-D (Deletion)
4. Anfrage: 16189.0-G
5. Anfrage: 16189.0-A
6. Anfrage: 16189.0-C
7. Anfrage: 16189.1-C (Insertion nach 16189)
8. Anfrage: 16189.1-A
usw.
11. Anfrage: 16189.0-C & 16189.1-C
Ergebnisse
Abweichungen: 0
1
2
3
4
>4
-------------------------------------------------------------------CRS
1335 239 2
0
0
0
16189.0-T
0
1335 239 2
0
0
16189.0-D
0
1335 239 2
0
0
16189.0-G
0
1335 239 2
0
0
16189.0-A
1
1335 238 2
0
0
16189.0-C
238 1336 1
1
0
0
16189.1-C
0
1336 239 1
0
0
16189.1-A
0
1335 239 2
0
0
16189.1-G
0
1335 239 2
0
0
16189.1-T
0
1335 239 2
0
0
16189.0-C &16189.1-C 1
238 1335 1
1
0
Anfrage im Suchrahmen 16189–16190 mit
16189.0-C & 16189.1-C liefert 1 Treffer!
D.h. 16189.1-C wurde regelwidrig kodiert!
Fazit:
Sequenzen sind z.T. fehlerhaft eingegeben
und unzulässig kodiert!
Jede Position mit mehr als zwei
alternativen Nukleotiden wird hinsichtlich
der Abweichungen falsch berechnet!
Folglich sind alle Abweichungsvektoren
fehlerhaft!
„The D-Loop-BASE is
now a profound basis for
both frequency inquiries
for expert opinions and
scientific investigations into
population genetic matters.“
Wittig et al. (2000)
Innerer Befund
Ziele:
1. Rekonstruktion der Teildatenbank
„Negride“
2. Rekonstruktion der Teildatenbank
„Mongolide“
3. Rekonstruktion einiger
rekombinanter Sequenzen aus
der Teildatenbank „Kaukasoide“
Unter „Negride“ gibt es nur 2 Sequenzen:
16093C 16129A 16189C 16278T 16300G
16311C 16354T 16390A
73G 146C
150T 195C 263G 315.1C
16129A 16183D 16189A 16215G 16223T
16278T 16294T 16311C 16360T
73G 151T 152C 182T 186A 189C 247A
263G 315A 315.1C
315A ist falsch: richtig wäre 316A!
„The original data are stored
and supervised in a
separate database system
with no online access.
It is part of our security
system.“
Wittig et al. (2000)
Unter „Mongolide“ sollten sich die
(fehlerhaften) 100 japanischen mtDNA
Sequenzen von Seo et al. (1998)
verbergen:
Anfrage im Suchrahmen 16051–16399
von 16093C 16223T 16227G 16234T
16278T 16309G 16362C liefert:
Nächste Sequenz hat 3 Abweichungen.
Fast keine der originalen HV1
Teilsequenzen können durch Treffer
bestätigt werden!
Ursache:
Die einzige zusätzliche Sequenz hat nur
eine obere HV1 Lesegrenze von 16261;
Dies hat durch Fehlprogrammierung intern
alle anderen 100 Sequenzen nach 16261
abgeschnitten, so daß alle Mutationen
danach als Abweichungen gezählt werden.
Werden all diese Mutationen weggelassen,
so ergeben sich für 97 Sequenzen stets
Treffer. Bei 3 Sequenzen haben wir
überdies mit falschen Eingaben zu rechnen.
„Good data quality
is ensured by using
original sequences only.“
Wittig et al. (2000)
Fehlerhafte Sequenzen (Rekombinanten)
in der Teildatenbank „Kaukasoide“
Anfragen im Suchrahmen 16051–16365 & 73–340
liefern als Treffer z.B.
fünfmal
16069T 16126C,
dreimal
16129A 16172C 16223T 16311C,
einmal
73G 263G 295T 309.1C 315.1C,
einmal
16069T 16126C 263G 309.1C 315.1C,
einmal
16069T 16126C 16193T 73G 152C
199C 204C 207A 250C 263G
315.1C.
309.1C
Diese Sequenzen sind z.T. unpubliziert und
dokumentieren ein erhebliches Ausmaß an
Probenvertauschung im Labor oder
Tabellenmix bei der Dokumentierung.
Es war der Magdeburger Gruppe
seit dem Jahre 2001 bekannt, daß
die von ihr betriebene Datenbank
fehlerbehaftete publizierte sowie
katastrophale unpublizierte
Sequenzen enthält.
Fachliche Stellungnahme
Die Magdeburger mtDNA Datenbank
war zu keinem Zeitpunkt intakt:
schwere Konzeptionsmängel,
groteske Fehlprogrammierung,
falsche Eingaben,
fehlerbehaftete Sequenzen
lassen keinen wissenschaftlichen
Wert und Zweck erkennen.
Donald Kennedy
Editor-in-Chief
Science 302 (5 Dec. 2003), p. 1625
Epilog
Mitochondriale DNA ist für die Rechtsmedizin
ein nebensächlicher Marker – der allerdings
nicht nur so nebenher sequenziert werden kann,
ohne daß schwerwiegende Artefakte entstünden.
Mitochondriale DNA Sequenzierung in der
Rechtsmedizin hat dokumentiert, daß die
grundsätzliche Problematik der notorischen
Präparateverwechslung und
Probenvertauschung noch nicht wirklich
in den Griff bekommen worden ist.
„Über die Ursache der
Verwechslungen sollte
Klarheit erlangt werden, um
weiteren Verwechslungen
vorzubeugen.“