Obduktion einer forensischen mtDNA Datenbank

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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)
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H.-J. Bandelt W. Parson  Pathologie
mitochondrialer DNA Datensätze
und Obduktion der mtDNA Datenbank
D-Loop-BASE
Eingereichter Artikel
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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.
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• 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

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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.
505509
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D-Loop-BASEhttp//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

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Vorfall

• Die österreichische mtDNA Sequenz
• AUT56 von Parson et al. (1998),
• innerhalb des Rahmens
• 1602416400 (HV1) und 50407 (HV2)
• sequenziert und an D-Loop-BASE
• eingesandt,
• wurde jetzt in D-Loop-BASE angefragt,
• aber konnte so nicht bestätigt werden!

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(No Transcript)
9
usw.
usw.
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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 1605116365
  73340 liefert 1 Treffer!

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Good data quality is ensured by using original
sequences only.
Wittig et al. (2000)
Forensic Science International 113, S. 113118
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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.
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Obduktionsergebnis

• Äußerer Befund
• Feststellung der letalen Konzeptions-,
  Programmier,- und Eingabefehler
• Innerer Befund
• Rekonstruktion (in Teilen) des fehlerbehafteten
  Datenbestandes
• Fachliche Stellungnahme

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Äußerer Befund
Anfrage der gesamten Kontrollregion HV1
(1602416569) HV2 (1576) liefert 64
Sequenzen in D-Loop-BASE, HV1 allein nur 44
Sequenzen HV2 allein nur 61 Sequenzen!
Letaler Programmierfehler!
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Anfrage der artifiziellen Sequenz
(Rekombinante) 16093.0-C 16224.0-C 16311.0-C im
Suchrahmen 1605116365 72340 liefert unter
1580 untersuchten Sequenzen 3 Treffer, Aber
dieselbe Sequenz angefragt
im Suchrahmen 1605116365 73340 liefert
unter 1581 untersuchten Sequenzen keinen
Treffer!
Letaler Programmierfehler!
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• Anfragen einzelner Positionen
• Suchrahmen HV1 1618916189
• 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

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Ergebnisse
Abweichungen 0 1 2 3 4 gt4 -----------------------
--------------------------------------------- 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
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Anfrage im Suchrahmen 1618916190 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!
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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)
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Innerer Befund
Ziele 1. Rekonstruktion der Teildatenbank
Negride 2. Rekonstruktion der
Teildatenbank Mongolide 3. Rekonstruktion
einiger rekombinanter Sequenzen aus der
Teildatenbank Kaukasoide
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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!
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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)
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Unter Mongolide sollten sich die (fehlerhaften)
100 japanischen mtDNA Sequenzen von Seo et al.
(1998) verbergen
Anfrage im Suchrahmen 1605116399 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!
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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.
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Good data quality is ensured by using original
sequences only.
Wittig et al. (2000)
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Fehlerhafte Sequenzen (Rekombinanten) in der
Teildatenbank Kaukasoide
Anfragen im Suchrahmen 1605116365 73340
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 309.1C 315.1C.
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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.
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Fachliche Stellungnahme
Die Magdeburger mtDNA Datenbank war zu keinem
Zeitpunkt intakt schwere Konzeptionsmängel, grote
ske Fehlprogrammierung, falsche
Eingaben, fehlerbehaftete Sequenzen lassen keinen
wissenschaftlichen Wert und Zweck erkennen.
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Donald Kennedy Editor-in-Chief Science 302 (5
Dec. 2003), p. 1625
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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.
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Über die Ursache der Verwechslungen
sollte Klarheit erlangt werden, um weiteren
Verwechslungen vorzubeugen.