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Genomic tools for bio-monitoring of pollutant coastal impact

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Neuartige Biomarker für Wasserverschmutzung an Küsten

Die Verschmutzung mariner Ökosysteme wirft oft Entgiftungsprobleme für die Bewohner auf. Hierauf aufbauend wurde ein Protein aus der Fischleber modifiziert, sodass es als ein wirksamer Biomarker für organische Verschmutzung genutzt werden kann.

Klimawandel und Umwelt

Die Verschmutzung unserer Meere und Flüsse gibt immer mehr Grund zur Besorgnis. Konzentrationen und Inhalt biologischer und chemischer Stoffe in unseren Wassersystemen sind dynamisch und verändern sich laufend. Es ist daher sehr wichtig, über die Möglichkeit zu verfügen, die Verschmutzungswerte fortlaufend und mit verlässlichen aber einfach anzuwendenden Tests zu bestimmen. Das Gesamtziel des europäischen Projekts GENIPOL war deshalb die Entwicklung von genombasierten Werkzeugen zur Identifizierung und Quantifizierung organischer Schadstoffe in Küstengewässern. Die Tests wurden unter der Prämisse entwickelt, dass Organismen, die in bestimmten Biotopen leben, bestimmte Gene exprimieren, je nach Schadstoff, dem sie ausgesetzt sind und den sie deshalb entgiften. Wissenschaftler am Ozeanografischen und Limnologischen Forschungsinstitut in Israel untersuchten die Detektion und Quantifizierung des Protein Cytochrome P450 1A in der Leber der Marmorbrasse. Dieses Protein ist ein sensibler Indikator für organische Verschmutzung und kann daher genutzt werden, um niedrige Verschmutzungswerte zu ermitteln. Als Analysemethode wurde der enzymgekoppelte Immunosorbenttest ELISA gewählt, der auf der Bildung eines Antigen-Antikörper-Komplexes beruht. Das beteiligte Verfahren ist einfach, aber das Problem bestand darin, dass Cytochrom P450 1A ein Membranprotein ist und daher in seiner ursprünglichen Form für den ELISA-Test ungeeignet ist. Dafür stellte das Team eine modifizierte Version des Proteins her, die löslich war und im ersten Teil des Tests angezielt werden konnte. Das native Protein konnte dann im zweiten Teil des Tests verwendet werden, bei dem seine Konzentration bestimmt wird. Es gibt einen beträchtlichen Einsatzbereich für das Biomonitoring mithilfe von Biomarkern dieser Art. Durch die Bereitstellung der für den Test erforderlichen modifizierten Proteine und Antikörper können kommerzielle Baukästen für bestimmte Schadstoffe hergestellt werden.

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