Neues universelles Microarray für Pathogentests an Frischwasser
Die meisten Krankheitserreger sind klein und treten in geringen Mengen auf, wodurch sie sehr schwer direkt zu messen sind. Darüber hinaus wird befürchtet, dass Klimawandel und Massenmigration aus Afrika und Asien das ökologische Gleichgewicht verändern und so wahrscheinlich das erneute Auftreten von wasserbedingten Krankheitserregern auslösen. Um mit der sich verändernden Situation fertig zu werden, muss Europa ein zuverlässiges System für die empfindliche Früherkennung von Krankheitserregern und Giftstoffen implementieren. Das EU-finanzierte Projekt μAQUA (Universal microarrays for the evaluation of fresh-water quality based on detection of pathogens and their toxins) entwickelte einen universellen Microarray-Chip für die Erkennung von Mikroben wie Bakterien, Viren, Protozoen und Cyanobakterien. Die Wasserqualität wurde unter Verwendung von bestimmten Diatomeen als Bioindikatoren für den ökologischen Zustand beurteilt. Die entwickelten molekularen Sonden wurden auf Mikrochips aufgetragen, die mehrere Runden von Hybridisierungsexperimenten unterzogen wurden. Dabei verwendete man fluoreszenzmarkierte Nukleinsäuren aus Reinkulturen der Zielmikroorganismen. Hierbei handelte es sich entweder um RNA, direkt aus den Mikroorganismen extrahiert, oder um DNA-Amplikons, die nach der Amplifikation durch Polymerasekettenreaktion an der DNA gewonnen wurden. Geeignete Prober wurden beibehalten und auf den sogenannten Microarray der dritten Generation aufgetragen. Das Mikroarray wurde für die Analyse von RNA aus Umweltproben von Süß-, Brack-, Meer- und Trinkwasser von verschiedenen Standorten in sechs Ländern (Bulgarien, Frankreich, Deutschland, Irland, Italien und der Türkei) verwendet. Herkömmliche Methoden für deren Nachweis sind zeitaufwendig und arbeitsintensiv und erfordern gut ausgebildete Arbeitskräfte. μAQUA hat sich dieser Herausforderung angenommen, indem es ein sehr sensibles, kosteneffizientes und einfach zu verwendendes universelles Mikrochip-Array für die Detektion von Mikroben und Giftstoffen entwickelte. Die genaue und effiziente Wasserprüfung wird eine schnelle Reaktion von Wasserwirtschaftsbehörden und Produzenten ermöglichen, was die Qualität und Sicherheit der europäischen Wasserversorgung verbessern wird. Darüber hinaus werden die vielen in diesem Projekt gewonnenen Daten wichtige Informationen bezüglich Genfluss und Verteilung von pathogenen Spezies liefern.
Schlüsselbegriffe
Mikroarray, Frischwasser, Erreger, Trinkwasser, Toxine, Bioindikatoren
