Wissenschaft: Gene bleiben nach dem Tod noch aktiv

Wissenschaft: Gene bleiben nach dem Tod noch aktiv
Strukturmodell einer DNA-Helix.
Sterben heißt nicht, dass der gesamte Körper plötzlich aufhört zu arbeiten. Viele Gene sind weiterhin aktiv. Wissenschaftler haben die fortdauernde Genaktivität untersucht. Mit interessanten Ergebnissen für die Kriminaltechnik.

Mithilfe von gentechnischen Analysen dieser aktiven Zellschaltkreise ist es nun möglich, die Todeszeit eines Menschen relativ genau zu bestimmen. In den ersten 24 Stunden nach dem Tod treten genetische Veränderungen in verschiedenen menschlichen Geweben auf und erzeugen Aktivitätsmuster, die sich von denen lebender Organismen unterscheiden. Der Vergleich ermöglicht eine biochemische Einschätzung vorzunehmen, um den genauen Todeszeitpunkt eines Menschen vorherzusagen.

Dauer der Post-mortem-Genaktivität noch unbekannt

Es ist unklar, wie lange der molekulare Kochtopf eines Menschen hypothetisch noch weiterbrodeln könnte. Einige Gene von Mäusen und Zebrafischen bleiben bis zu vier Tage nach dem Tod der Tiere noch aktiv.

Doch ein Forscherteam aus dem Genomregulationszentrum in Barcelona ist dabei, das herauszufinden, unter der Leitung von Roderic Guigó: 

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Es ist eine interessante Frage. Wann hört alles auf?

Analyse des exakten Todeszeitpunkts eines Menschen


In einer neuen Studie untersuchten die Wissenschaftler außerdem Veränderungen des Aufbaus der körpereigenen DNA und RNA. Letztere ist für die Protein- und Enzymherstellung in Körperzellen notwendig. Für jedes Protein muss die RNA neu hergestellt werden.

"Es gibt ein Dogma [unter den Biochemikern], dass die RNA ein schwaches, instabiles Molekül ist", erklärt Tom Gilbert. Er hat Post-mortem-Genetik studiert und ist als Humangenetiker am Naturhistorischen Museum in Kopenhagen tätig. "Also haben die Leute immer angenommen, dass die DNA nach dem Tod überleben könnte, aber die RNA wäre weg."

Doch jüngste Forschungen ergeben, dass die RNA von Menschen erstaunlich stabil ist. Auf bestimmte Gensequenzen spezialisierte Proteine übersetzen auch nach dem Tod noch DNA in RNA. Molekulare Prozesse laufen so lange fort, bis die notwendigen Enzyme und chemischen Komponenten schließlich aufgebraucht sind. Und das ohne neuronale Signale.

Man benötigt kein Gehirn für die Genexpression. Es ist nicht anders, als wenn man Wasser erhitzt und es kocht – wenn man den Herd ausschaltet, blubbert es weiter. Aber immer langsamer", so Gilbert.

Gewebeproben von Toten werden häufig in der genetischen Forschung verwendet und Guigó und seine Kollegen hatten ursprünglich begonnen, die genetische Aktivität von toten und lebenden Gewebeproben zu vergleichen. Die Forscher analysierten die Genaktivität und den Abbau von 36 verschiedenen Arten von menschlichem Gewebe, darunter im Gehirn, in der Haut und Lunge. Sie sammelten Gewebeproben von mehr als 500 Spendern, die bis zu 29 Stunden tot waren.

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Die Analysen ergeben: Postmortem-Genaktivität variiert in jedem Gewebe. Nur vier Gewebearten zusammengenommen geben eine zuverlässige Todeszeit: sogenanntes subkutanes Fett oder Unterhautfett, die Lunge, die Schilddrüse und der Sonne ausgesetzte Haut.

Nutzung der Methode in der Kriminaltechnik

Basierend auf diesen Ergebnissen entwickelte das Team von Wissenschaftlern einen Algorithmus, der in Zukunft insbesondere in der Forensik Anwendung finden soll. Der Algorithmus kann den Todeszeitpunkt mit einer Abweichung von etwa neun Minuten schätzen. Die Abweichung verringert sich, je weniger Zeit nach dem Tod vergangen ist.

Traditionell nutzen Gerichtsmediziner die Körpertemperatur und körperliche Anzeichen wie Totenstarre, um Vermutungen über den Zeitpunkt des Todes anzustellen. Aber diese Methoden lassen nur Spekulationen zu.

Der Ansatz – die Verfolgung der Genaktivität und Proteinherstellung – ermöglicht in einigen Fällen  eine viel höhere Genauigkeit. Insbesondere in den ersten 24 Stunden nach dem Tod ist es nützlicher, die genetische Aktivität zu untersuchen.

Die größte Herausforderung besteht darin, Variabilität zu finden", so Guigó.

Alles von der Körpertemperatur bis zum Alter des Verstorbenen könnte potenziell beeinflussen, wie viele und welche Gene nach dem Tod noch aktiv sind. Daher werden die Wissenschaftler mehr Experimente durchführen, die zusätzliche Faktoren berücksichtigen, bevor die neue Methode an die Kriminaltechnik gelangen kann.