Wie wird aus einer Spur am Tatort ein aussagekräftiges Untersuchungsergebnis? Dieser Frage gehen Schülerinnen und Schüler im Workshop „Dem Verbrechen auf der Spur - Forensik trifft Genetik“ an der Otto-Friedrich-Universität Bamberg nach. Sie schlüpfen in die Rollen von Spurensicherern, Molekulargenetikern und Ermittlern und bearbeiten einen eigens vorbereiteten Kriminalfall und zwar von der Spurenabnahme bis zur Auswertung der molekulargenetischen Befunde.

Seit nunmehr elf Jahren bietet Tanja Zacher den Workshop an der Didaktik der Naturwissenschaften an. Dabei bringt sie ihre berufliche Erfahrung aus den rechtsmedizinischen Instituten der Universitäten Freiburg und Erlangen ein. Der ganztägige Workshop eröffnet Jugendlichen einen praktischen Zugang zur forensischen Molekularbiologie.

Vom Tatort zur genetischen Analyse

Den Ausgangspunkt bildet ein präparierter Tatort. Die Schülerinnen und Schüler sichern Spuren und verfolgen anschließend im Labor, wie das darin enthaltene genetische Material für eine Untersuchung aufbereitet wird. Dabei lernen sie molekulargenetische Aufreinigungs- und Analysemethoden kennen und führen die Arbeitsschritte selbst durch.

Eine zentrale Rolle spielt die Polymerase-Kettenreaktion, kurz PCR. Im Thermocycler werden ausgewählte DNA-Abschnitte , im forensischen Kontext sogenannte Short Tandem Repeat-Bereiche vervielfältigt, damit sie anschließend untersucht werden können. Mithilfe der Agarosegelelektrophorese werden diese DNA-Fragmente nach ihrer Größe getrennt und sichtbar gemacht. Die entstehenden Bandenmuster liefern den Jugendlichen die Grundlage, um Ergebnisse zu vergleichen und den Fall weiter zu bearbeiten.

So wird eine Methode, die im Unterricht häufig abstrakt und theoretisch bleibt, als nachvollziehbarer Prozess erfahrbar: Die Lernenden erleben, wozu die einzelnen Arbeitsschritte dienen und wie aus einer zunächst unsichtbaren Spur ein auswertbares Ergebnis entsteht.

Was genetische Spuren aussagen können

Im Mittelpunkt steht das Verständnis der Methoden und ihrer Aussagekraft. Die Schülerinnen und Schüler sollen nachvollziehen können, welche Informationen genetisches Spurenmaterial liefert, welche Funktion die PCR innerhalb der Analyse übernimmt und wie Untersuchungsergebnisse interpretiert werden.

Der Kriminalfall bietet dafür einen konkreten Anlass: Beobachtungen müssen miteinander verknüpft, Vermutungen anhand der Befunde überprüft und Schlussfolgerungen begründet werden. Dabei wird auch deutlich, dass ein molekulargenetisches Ergebnis im Zusammenhang mit den übrigen Spuren und Informationen betrachtet werden muss. Der Workshop verbindet damit fachliches Lernen in der Genetik mit naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung und kritischer Bewertung.

Aktuelle Forschung und echte Fälle

Über die eigene Laborarbeit hinaus erhalten die Schülerinnen und Schüler einen aktuellen Einblick in die Möglichkeiten moderner forensischer Genetik. Anhand realer Fälle zeigt Tanja Zacher, wie neue Analyseverfahren zur Aufklärung beitragen können. Dazu gehören Next Generation Sequencing (NGS) sowie spezialisierte STR-Analysen, mit denen auch genetische Spuren von Hunden oder Eichen untersucht werden können.

Diese Beispiele erweitern den Blick auf genetisches Spurenmaterial: Nicht nur menschliche DNA kann für eine Ermittlung relevant sein. Auch tierische oder pflanzliche Spuren können wichtige Hinweise liefern und Zusammenhänge zwischen Personen, Gegenständen und Orten erschließen. Die Jugendlichen erfahren so, wie sich das Methodenrepertoire der Forensik weiterentwickelt und welche neuen Untersuchungsmöglichkeiten daraus entstehen.

Den gesamten Workshoptag begleitet außerdem Ivi, Tanja Zachers Cavalier-King-Charles-Spaniel-Dame. Ihre Anwesenheit schafft einen persönlichen Bezug zu den vorgestellten Beispielen aus der Tiergenetik und gehört zu den besonderen Erlebnissen dieses Forschungstags.

Ein Forschungstag, der in Erinnerung bleiben soll

Das eigene Erleben ist ein bewusst gewählter Bestandteil des didaktischen Konzepts. Die Spannung des Falls, die Verantwortung bei der Spurensicherung und die Arbeit mit Laborgeräten schaffen persönliche Bezugspunkte zu den fachlichen Inhalten.

Ziel ist es, die naturwissenschaftlichen Lerninhalte mit emotionalen Erinnerungen an den Forschungstag zu verbinden und dadurch ihr langfristiges Behalten zu unterstützen. Die Jugendlichen lernen die Methoden nicht nur als Begriffe kennen, sondern wenden sie selbst an, verfolgen ihre Ergebnisse und nutzen diese zur Bearbeitung einer gemeinsamen Fragestellung.

Aufwändige Vorbereitung für einen besonderen Lernort

Damit dieser Einblick möglich wird, investiert das Team der Didaktik der Naturwissenschaften erhebliche Zeit und Sorgfalt in die Vorbereitung. Neben der Gestaltung des Tatorts müssen die Spuren und Proben vorbereitet, die molekulargenetischen Arbeitsabläufe abgestimmt und die Materialien sowie Geräte für Aufreinigung, PCR und Agarosegelelektrophorese bereitgestellt werden.

Dieser Aufwand ermöglicht Schülerinnen und Schülern einen Forschungstag mit Methoden und Ausstattung, die im schulischen Alltag nur selten zugänglich sind. Mit dem regelmäßig angebotenen Workshop macht die Didaktik der Naturwissenschaften wissenschaftliches Arbeiten unmittelbar erlebbar und eröffnet zugleich Einblicke in ein Berufsfeld an der Schnittstelle von Didaktik, Genetik und kriminalistischer Spurenauswertung.