Technieken van DNA-onderzoek en kenmerken van aangetroffen sporen

De mate waarin een aangetroffen spoor gebruikt kan worden in een opsporingsonderzoek en de bewijskracht van zo’n spoor zijn sterk afhankelijk van de hoeveelheid aangetroffen celmateriaal en ook van de kwaliteit van dit materiaal, de aard van dit materiaal en de mate waarin dit materiaal met cellen van andere personen is vermengd. Hieronder bespreken we een aantal ontwikkelingen die het mogelijk hebben gemaakt steeds kleinere hoeveelheden celmateriaal te analyseren en gaan we in op de technische kenmerken van aangetroffen sporen.

Technieken van DNA-onderzoek

DNA-onderzoek gaat in de beginjaren – eind jaren ’80, begin jaren ’90 van de twintigste eeuw – met veel problemen gepaard (zie Kloosterman, 2001). In die periode is het in veel gevallen niet mogelijk om uit een biolo-gisch spoor voldoende DNA te isoleren om een DNA-profiel te kunnen maken. Voor het vervaardigen van één DNA-profiel moet er in dat tijdvak een flinke hoeveelheid biologisch materiaal voorhanden zijn. Bovendien moet er volgens de wet zelfs voldoende celmateriaal beschikbaar zijn om twee profielen te bepalen, omdat de verdachte recht heeft op een tegen-onderzoek. Verder is het in die periode nog niet mogelijk om sporen te analyseren die uit mengsels van celmateriaal van verschillende personen bestaan.¹⁸ Daarnaast neemt het DNA-onderzoek in deze beginjaren zo’n vier weken tijd in beslag. Van eenvoudige en snelle vergelijkingen is in die jaren dus nog geen sprake.

17 House of Commons, Science and Technology Committee (2005), Hoofdstuk 4: National Databases. 18 Een mengsel van celmateriaal afkomstig van verschillende personen – waaruit een zogenoemd

mengprofiel wordt gedestilleerd – kan bijvoorbeeld worden aangetroffen bij verkrachtingen (sperma van de dader is dan vermengd met slijmvlies van het slachtoffer).

WODC_246_9.indd Sec5:46

47

DNA en DNA-bewijs

In 1992 ontwikkelt men echter een techniek waarmee kleine hoeveel-heden DNA kunnen worden vermeerderd zonder dat daarbij levend celmateriaal gebruikt hoeft te worden – de zogenoemde vermeerderings-techniek.¹⁹ Met deze techniek kan heel specifiek het DNA van de gewenste loci worden vermeerderd. In 1994 maakt deze techniek opgang binnen het forensische onderzoek en vanaf dat moment wordt het technisch mogelijk om een DNA-profiel te bepalen van kleine hoeveelhe-den celmateriaal, bijvoorbeeld van speeksel op een sigarettenpeuk of van een klein bloeddruppeltje. Ook de snelheid waarmee men DNA kan analy-seren neemt in die periode sterk toe. Tegenwoordig kan binnen 24 uur een standaard DNA-onderzoek worden verricht.

Rond 1999 wordt een ultrasensitieve anlysemethode ontwikkeld, die vergelijkbaar is met de vermeerderingstechniek, maar in staat is nog geringere hoeveelheden DNA te analyseren. Met deze Low Copy Number-techniek kan uit een aanrakingsspoor dat bestaat uit enkele menselijke cellen een DNA-profiel worden bepaald. De gevoeligheid van deze techniek maakt echter tevens dat de uitkomsten met terughoudendheid moeten worden geïnterpreteerd. Juist bij aangetroffen lichaamsmate-riaal dat uit niet meer bestaat dan enkele lichaamscellen, is de kans immers relatief groot dat het materiaal geen relatie heeft tot het misdrijf. Bovendien is deze techniek iets minder betrouwbaar dan de standaard-DNA-techniek, wat wil zeggen dat een DNA-profiel dat is opgemaakt met behulp van de Low Copy Number-techniek pieken kan bevatten die in werkelijkheid niet in het betreffende DNA-materiaal aanwezig zijn. Overigens neemt deze analysetechniek ook meer tijd in beslag.

Door de ontwikkeling van deze vermeerderingstechnieken, is het onder meer mogelijk geworden om DNA-profielen uit gedeeltelijk afgebroken DNA te vervaardigen en om DNA-mengprofielen te analyseren.

DNA-profielen en kenmerken van de aangetroffen sporen

Het is niet altijd mogelijk om uit aangetroffen biologisch celmateriaal een volledig DNA-profiel te bepalen. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn als er te weinig celmateriaal aanwezig is, als het materiaal sterk is vervuild of als het door vocht en hitte is aangetast en gedeeltelijk is afgebroken. Monsters die door vocht en hitte zijn aangetast konden vroeger niet gebruikt worden. Tegenwoordig kunnen van dit soort monsters soms gedeeltelijke DNA-profielen zichtbaar worden gemaakt. Uiteraard is de bewijskracht van deze partiële profielen minder groot. Als er minder kenmerken zicht-baar zijn, zijn er immers meer personen te vinden die deze kenmerken delen met de donor van het aangetroffen materiaal. Mensen van wie het DNA-profiel niet overeenkomt met het spoor, kunnen echter ook met deze partiële profielen categorisch worden uitgesloten als mogelijke dader. Omdat de DNA-onderzoekstechnieken steeds gevoeliger zijn geworden, 19 De Polymerase Chain Reaction (PCR) of polymerase kettingreactie.

WODC_246_9.indd Sec5:47

48 Kringen rond de dader

worden in biologische sporen steeds vaker DNA-mengprofielen aange-troffen. DNA-mengprofielen zijn opgebouwd uit het DNA-materiaal van verschillende personen. Om deze profielen te kunnen interpreteren moet eerst worden vastgesteld hoeveel personen hebben bijgedragen aan dit profiel. Dit kan door van elke merker de informatie over het aantal pieken en hun piekhoogte te combineren. De piekhoogten geven informatie over de hoeveelheid celmateriaal die elke donor aan het mengsel heeft bijgedragen. Mengprofielen die afkomstig zijn van twee personen zijn soms eenvoudig te ontrafelen. Bijvoorbeeld als het mengprofiel uit DNA-materiaal van het slachtoffer en DNA-DNA-materiaal van de verdachte bestaat. In dat geval kan men DNA van het slachtoffer afnemen als referentiema-teriaal. Door dit profiel als het ware ‘af te trekken’ van het mengprofiel, blijft het profiel van de onbekende donor over. Soms is het ook mogelijk een DNA-profiel van twee donoren te ontrafelen doordat het profiel veel meer DNA-materiaal bevat van de eerste donor, dan van de tweede. In dat geval is het profiel met de hoogste pieken het hoofdprofiel, en het andere het onderliggende profiel. DNA-mengprofielen zijn echter niet in alle gevallen ondubbelzinnig te analyseren. Als het DNA-mengsel afkomstig is van twee onbekende personen die allebei evenveel hebben bijgedragen aan het spoor, is het profiel niet ondubbelzinnig te ontrafelen. Als op een DNA-locus bijvoorbeeld een allel te zien is dat zich twaalf keer herhaalt, een dat zich zestien keer herhaalt, een dat zich twintig keer herhaalt en een dat zich 25 keer herhaalt, en de pieken van alle vier deze kenmerken even hoog zijn, dan betekent dit dat het profiel afkomstig is van twee personen en dat het DNA-profiel van beide donoren hierin even promi-nent aanwezig is. Welke kenmerken deze personen op deze ene merker vertonen is echter niet vast te stellen. Het kan gaan om de combinatie 12/16 en 20/25; 12/20 en 16/25 of 12/25 en 16/20. DNA-mengprofielen met meer dan twee donoren zijn zeer moeilijk te ontrafelen. In dat geval is alleen te concluderen of de DNA-kenmerken van iemand al of niet aanwe-zig zijn in het mengprofiel. Als dat het geval is, kan diegene een donor zijn van het spoor, maar het is zeer moeilijk in dat geval de waarde van dit DNA-bewijs te bepalen. Net als bij partiële sporen geldt ook hier dat de bewijskracht in geval van een overeenkomst kleiner is dan bij een volledig enkelvoudig profiel. Mensen wier DNA-kenmerken niet in dit mengprofiel worden aangetroffen kunnen echter onverminderd worden uitgesloten als mogelijke donor van het spoor.

Autosomen, Y-chromosomen, en mitochondriën

Een standaard DNA-profiel wordt gemaakt op basis van de kenmerken die gelegen zijn op de autosomen, de 22 gelijkwaardige chromosoomparen die zich in de celkern bevinden. Het is echter ook mogelijk een DNA-profiel te bepalen op basis van merkers die op het Y-chromosoom liggen. Net zoals bij de overige chromosomen komen op dit Y-chromosoom gebieden voor met sterk variërende herhalingen. Het kan soms handig zijn om dit

Y-chromo-WODC_246_9.indd Sec5:48

49

DNA en DNA-bewijs

somale profiel te bepalen, omdat alleen mannen hierover beschikken. Bij onderzoeken naar verkrachtingen wordt bijvoorbeeld vaak een vaginaal uitstrijkje afgenomen om de identiteit van de dader vast te kunnen stellen. In deze uitstrijkjes is vaak een grote hoeveelheid vrouwelijk celmateriaal aanwezig en een geringe hoeveelheid mannelijk materiaal. Hierdoor is het niet altijd mogelijk de mannelijke fragmenten zichtbaar te maken als men zich richt op de standaardmerkers (Kloosterman, 2001). Door een analyse te verrichten op het Y-chromosoom, kan in ieder geval het Y-profiel van de mannelijke component zichtbaar worden gemaakt. Een groot nadeel hierbij is dat Y-chromosomaal DNA verre van individuspecifiek is. De bewijskracht van dit profiel is dus gering.

Y-chromosomaal DNA is weinig individuspecifiek omdat iedere zoon het Y-chromosoom onveranderd van zijn vader krijgt. Dit maakt de profie-len wel heel geschikt voor het identificeren van mannelijke slachtoffers, omdat niet alleen de vader en de zonen van het slachtoffer over hetzelfde Y-chromosomale DNA beschikken, maar ook bijvoorbeeld de broers van het slachtoffer, de broers van de vader en hun zonen.

In sommige onderzoeken wordt biologisch materiaal aangetroffen dat nauwelijks kernhoudende cellen bevat. Haren, en in het bijzonder uitge-vallen haren, vormen daar een voorbeeld van. Buiten de haarwortel bevatten haren geen intacte cellen. Toch is er ook een mogelijkheid om dit soort materiaal te karakteriseren. Naast het chromosomale DNA in de celkern, hebben cellen ook nog DNA in de mitochondriën. In het celvocht rond de celkern bevinden zich mitochondriën die een belangrijke functie vervullen bij de energiehuishouding van de cel. Deze mitochondriën bevatten DNA en omdat er in elke cel honderden mitochondriën zitten, bevat één cel in principe voldoende materiaal voor het vervaardigen van een mitochondriaal DNA-profiel. Dit mitochondriale DNA (mt-DNA) is veel kleiner dan chromosomaal DNA. Net als het chromosomale DNA bevat het mt-DNA gebieden die sterk kunnen variëren tussen personen. Het mt-DNA is echter erg kort en erft in principe onveranderd over van moeder op kind. Hierdoor is er op het niveau van mt-DNA kwantitatief gezien minder genetische variatie tussen mensen. De bewijskracht van mt-DNA is daardoor beperkt. De kans dat het mt-DNA van een willekeurig individu overeenkomt met het DNA-profiel van een aangetroffen haar varieert afhankelijk van de gevonden DNA-sequentie tussen de 0,1% en de 3%. Een ander probleem is dat het mt-DNA binnen hetzelfde individu kleine variaties vertoont. Niet alle hoofdharen hebben hetzelfde mt-DNA en ook het mt-mt-DNA van verschillende weefsels kan verschillen. Dit fenomeen heet heteroplasmie. Een of twee verschillen in de volgorde van de bouwstenen tussen het referentiemonster en een aangetroffen spoor sluit een persoon daarom nog niet uit. Toch kan mt-DNA in sommige gevallen – als voldoende rekening wordt gehouden met de genoemde beperkingen – goed als uitsluitingsmiddel worden gebruikt. Gemiddeld zullen pakweg 97 van de 100 onschuldige verdachten met

mt-DNA-onder-WODC_246_9.indd Sec5:49

50 Kringen rond de dader

zoek kunnen worden uitgesloten als mogelijke donor van aangetroffen dadersporen (Kloosterman, 2001).

Mitochondriaal DNA van een moeder erft zowel over op haar zoon als op haar dochter. Dit komt omdat bij de voortplanting alleen de kern van een zaadcel de eicel binnendringt. Daar smelt de celkern samen met de kern van de eicel. De mitochondriën in het celvocht van een bevruchte eicel zijn dus vrijwel uitsluitend afkomstig van de moeder. In principe zullen familieleden in de vrouwelijke lijn dus allemaal hetzelfde mt-DNA hebben. Wel ondergaat dit mt-DNA regelmatig kleine wijzigingen bij de overgang van generatie op generatie.