Politiets nye verktøy senker risikoen for tilfeldige DNA-treff med en faktor på 500 millioner

DNA-spor på et åsted er et sterkt indisium i kriminalsaker. Det biologiske materialet kan ikke alltid felle en forbryter – faktisk kan ikke et DNA-spor stå alene i en sak i Danmark – men det kan med høy sannsynlighet fortelle hvem som har mistet et hår eller etterlatt blod, sæd eller hudceller på stedet. Og deretter må resten være opp til en vekting av sporet i forhold til andre tilgjengelige ledetråder.

Ser på 16 bestemte områder av DNA

Inntil 2012 analyserte og registrerte politiet DNA-profiler ved å se på ti bestemte områder av DNA-et vårt. Altså sekvenser av DNA – som vi alle har et gjentagende antall tilfeller av på kromosomene våre – men ikke nødvendigvis like mange gjentagelser.

Og det er denne kunnskapen som kan brukes som et slags DNA-finger­avtrykk når man for eksempel vil matche to prøver opp mot hverandre.

Etter 2012 ble antallet områder økt til 16, da nye og godkjente analysesett kom på markedet. Dette virket fornuftig, siden disse settene hadde blitt utvidet og anbefalt internasjonalt. For med tiden ble de nasjonale registrene stadig større.

Og ønsket om å kunne søke på tvers av grenser, gjorde det samlede biblioteket over DNA-profiler så stort at man begynte å risikere at det kom for mange såkalte tilfeldige treff – altså treff hvor flere personer hadde de samme antall gjentagelser de aktuelle stedene på DNA-et.

Med ytterligere seks målepunkter å rutte med ble sannsynligheten for å finne flere treff innsnevret. Dette kunne spare politiet for en del arbeid hvis sporene for eksempel pekte på mistenkte i andre land, og som ikke ga særlig mening i forhold til sakens øvrige spor, men som nødvendigvis måtte undersøkes hvis det ikke var så mye annet å gå etter.

Liten risiko for tilfeldige treff

Faktisk har sannsynligheten for slike tilfeldige sammenfall av profiler falt med mer enn en faktor på 500.000.000 når man ser på 16 steder på DNA-et framfor på 10, forteller lektor Torben Tvedebrink ved Institut for Matematiske Fag på Aalborg Universitet. Sammen med Mikkel Meyer Andersen – lektor samme sted – har han regnet på sakene.

De har kommet fram til at med det nye systemet, som kalles 16-DNA-systemet, er sannsynlig­heten for at en person i registeret har den profilen man leter etter, er lik 10-10 til 10-20.

– Det gir en ganske liten risiko for tilfeldige treff i den danske populasjonen, understreker Torben Tvedebrink.

Han jobber selv blant annet med et verktøy som på lengre sikt kanskje vil kunne hjelpe politiet med å avsløre hvor i verden en potensiell gjerningsperson kommer fra; også utfra spesielle punkter i DNA-et. Derfor er sannsynlighetsberegninger i relasjon til rettsgenetiske problemstillinger en stor del av arbeidet hans.

– Det er flere ting som kan begrense sannsynligheten for treff. Og når vi gjerne vil se på data på tvers av Europa, er det ikke lenger bare 5 millioner mennesker som vi potensielt må titte på, men 250 millioner. Da er ikke 10 markører informative nok hvis man vil unngå for mange av disse tilfeldige sammenfallene, forteller han.

Sortere bort tilfeldige kombinasjoner

En av grunnene til at flere mennesker krever flere markører er – i tillegg til populasjonens størrelse – at den samlede populasjon blir mer uensartet, slik at for eksempel de mest typiske markørene i den italienske befolkningen ikke nødvendigvis tilsvarer hvordan danskene ser ut i DNA-et. Derfor må man sørge for å få eventuelle observerte forskjeller med i den samlede puljen.

Samtidig risikerer man ofte at DNA-spor kan være blandet sammen, noe som betyr at mer enn én persons DNA er til stede i sporet på et åsted.

Den lange rekken av kombinasjoner av markører man nå kan stå med, kan settes sammen til veldig mange profiler. Her er det også fornuftig med et system som kan sortere vekk flere tilfeldige kombina­sjoner tidlig i prosessen.

Når man analyserer en DNA-prøve fra et åsted, foregår det i dag på denne måten: Politiet tar med seg en prøve fra for eksempel blodflekker eller gjenstander på stedet. Det kan også være vaginale prøver etter en voldtekt.

Deretter må den lille prøven oppformeres, slik at den rent faktisk kan måles på. Dette skjer ved å foreta en såkalt polymerase-kjedereaksjon (PCR), hvor man fordobler de DNA-fragmentene man er interessert i omkring 28 ganger, og tilsetter hvert fragment et fluorokrom, som kan sende ut et fluorescerende lys i en bestemt farge når det treffes av en laser.

Når sekvensene etter oppformeringen blir lagt i en gel og tilført strøm, vil de negativt ladede fragmentene flytte seg fra katoden mot den positivt ladede anoden.

Forskjellige lengder

De 16 sekvensene som man bruker i DNA-profilregistrene i dag, er valgt utfra at sekvensene og deres primere – det vil si den enstrengede startfrekvensen – har forskjellige lengder. Dette innebærer at man kan måle på flere sekvenser på en gang, fordi de beveger seg forskjellig i analyse­apparatet utfra lengde.

Underveis på turen blir sekvensene truffet av en laser som får dem til å lyse opp, og til slutt detekterer et CCD-kamera lyset og oversetter det til forskjellig fargede topper i et diagram som kan avleses av rettsgenetikerne. For et ikke-blandet spor vil genetikerne i et 16-DNA-system ha opptil 32 topper å se på, og i 10-DNA-systemet opptil 20.

Når det kan være dobbelt så mange topper man gransker på DNAet, skyldes det at man ser på gjentagelsene på begge alleler på kromosomet. Dette vil si man får et antall gjentagelser fra faren og et antall fra moren. En persons DNA-profil består av begge komponentene, og markeres som to tall med et komma mellom, med det laveste antallet gjentagelser først. Et treff på en spesifikk frekvens kan derfor hete 5,7 – med fem gjentagelser fra én forelder og syv fra den andre.

Denne variasjonen er med det nye systemet nok til at sannsynligheten for at to tilfeldige ubeslektede personer har helt lik DNA-profil, er 2,7 x 10-22. I det gamle 10-DNA-systemet var sannsynligheten for en match mellom to forskjellige dansker på 1,5 x 10-13.

– Men her må man huske på at hvis vi går fra å se på et dansk register til et kanskje verdens­omspennende register, vil antallet profilsammenligninger vokse markant, noe som igjen øker risikoen for tilfeldige treff. Det var derfor også med det gamle systemet en veldig lav risiko for sammenfall. Men det kan fremdeles skje, understreker Torben Tvedebrink.

Nøye utvalgte DNA-trekk

De 16 – og før 10 – markørene på DNAet som man benytter til identifikasjon innenfor rettsgenetikken, er valgt ut på bakgrunn av forskjellige kriterier.

Det vil ofte være svært lite materiale til stede på åstedet, så sekvensene må ikke være for lange, og dermed for lette for naturen å bryte ned. Derfor er de ekstra seks sekvensene ganske korte sekvenser for å øke sannsynligheten for at det i et nedbrutt spor fremdeles kan finnes brukbare korte sekvenser.

I tillegg må de utvalgte markørene være genetisk uavhengige av hverandre, noe som betyr at DNA-profilen på én markør helst ikke skal påvirke hvordan en annen markør ser ut, siden dette vil medføre at informasjonen fra visse markører blir redundant. Derfor velger man vanligvis markører fra forskjellige kromosomer, og deretter velger man sekvenser som ikke koder for fysiske egenskaper.

På den måten er det heller ikke sammenfall mellom de profilene man bruker i rettssaker og de profilene man bruker for å identifisere for eksempel sjeldne sykdommer i helsevesenet.

De teknologiske begrensningene

At man ikke bare presser risikoen for tilfeldige treff enda lengre ned ved å se på enda flere sekvenser, skyldes til dels teknologiske begrensninger, og dels de settene som har blitt godkjent fra de forskjellige biotek-bedriftene som har funnet fram til antallet av målepunkter. Disse virker greit, og er tilstrekkelig for registrene slik det ser ut nå.

Ifølge Torben Tvedebrink har man nå seks fluorescerende farger å jobbe med, noe som gjør det mulig å bruke 24 markører i stedet for 16.

– Og det blir da nok også det neste som vi kommer til å bruke, sier han.

Denne artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter og gjøres tilgjengelig for abonnenter av TU Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.