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DEPArray NxT: a new technology for single cell isolation in forensic genetics

Research Project
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01.12.2020
 - 31.03.2022

Die Identifizierung von Spurenarten wie Blut, Speichel, Sperma oder Hautzellen kann sachdienliche Hinweise zur Rekonstruktion von Tathergängen erbringen und damit essentiell zum Ermittlungserfolg beitragen. Die Identifizierung einer Spurenart erfolgt standardmässig durch Antikörper-basierte Analysen oder mikroskopische Verfahren. Problematisch wird die Befundlage, sobald eine spezifische Spurenart von mehr als nur einer Person stammt, zum Beispiel in einem Vergewaltigungsfall eines Opfers durch mehrere Täter. Mittels des Standardverfahrens der Differenziellen Lyse (DL) werden zwar die Spermien von den übrigen Zellen fraktioniert, aber die Isolierung einzelner Zellen oder eine Zuordnung zu einer Person ist bei homologen Spurenarten (wie Spermien verschiedener Männer) über die DL nicht möglich. Neben dieser Fraktionierung wird in der Forensischen Genetik das Laser Capture Microdissection (LCM) Verfahren für die Isolation von Zellen aus Mikroskop-Präparaten eingesetzt. Die Sensitivität dieser Methode ist jedoch aus verschiedenen Gründen limitiert, wodurch einzelne Zellen durch Lasern und Katapultieren zwar isoliert, aber anschliessend wieder gepoolt werden müssen, so dass eine DNA-Analyse aus einer einzigen Zelle i.d.R. nicht erfolgen kann. Eine höhere und stabilere Auflösung von DNA-Mischspuren bietet die moderne DEPArray Technologie. Mit dieser Zellsortierung können Zellarten in Spurenmischungen identifiziert und komplexe (homologe) Mischspuren bis auf Einzelzellniveau aufgelöst werden. Erste Publikationen und eigene Vorarbeiten belegen, dass das Prinzip funktioniert. Im Rahmen einer Doktorarbeit soll die Zellsortierung nun molekulargenetisch an verschiedenen Spurenausgangslagen untersucht und mit den konventionellen Methoden verglichen werden. Weiterer Kernbestandteil dieser Forschungsarbeit ist die forensisch-genetische Analyse auf Einzelzellniveau hinsichtlich der Erarbeitung von Kriterien für die biostatistische Interpretation von DNA-Profilen einzelner Zellen. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse der molekulargenetischen Forschungsarbeit fliessen mit in das eigene Habilitationsvorhaben ein, während mit der Doktorierendin mein Forschungsteam weiter vergrössert wird, um auch drittmittelfinanzierte Forschung langfristig am Standort zu etablieren.

Funding

DEPArray NxT: a new technology for single cell isolation in forensic genetics

Forschungsfonds (Excellent Junior Researcher) (GrantsTool), 12.2020-03.2022 (16)
PI : Schulz, Iris.
CI : Scheurer, Eva.

Publications

Schulte, Janine et al. (2025) ‘Evaluating novel and conventional cell-separation techniques for sexual assault investigations’, Journal of Forensic Sciences. 11.07.2025, 70(5), pp. 1704–1720. Available at: https://doi.org/10.1111/1556-4029.70131.

Schulte, Janine et al. (2024) ‘DEPArray™ single-cell technology: A validation study for forensic applications’, Forensic Science International: Genetics, 70. Available at: https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2024.103026.

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Schulte, Janine et al. (2023) ‘A systematic approach to improve downstream single-cell analysis for the DEPArray™ technology’, Journal of Forensic Sciences, 68(6), pp. 1875–1893. Available at: https://doi.org/10.1111/1556-4029.15344.

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Members (2)

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Iris Schulz

Principal Investigator
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Eva Scheurer

Co-Investigator