Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Genetischer Fingerabdruck entlarvt mikrobielle Täter auf beschädigtem Papier

16.01.2006


Erstmals können nun mittels modernster DNA-Analyse auch Papier zersetzende Mikroorganismen identifiziert werden. Möglich wird dies durch ein molekulares Verfahren, das mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF an der Universität Wien für pilzbefallene Dokumente entwickelt wurde. Dabei lassen sich anhand des als ITS1 bezeichneten DNA-Abschnitts Pilzarten eindeutig bestimmen und künftig gezielt Maßnahmen zum Erhalt historischer Dokumente setzen.


Der Zahn der Zeit, der an historisch wertvollen Schriftstücken nagt, lässt sich im Allgemeinen leicht benennen: Mikroorganismen wie etwa Pilze setzen sich bei günstigen Bedingungen fest und zersetzen langsam das Dokument. Gilt es diese Pilze genau zu identifizieren, sind herkömmliche Methoden jedoch aufwändig und ungenau. Diese benötigen eine relativ große Menge an Probenmaterial sowie die Vermehrung und anschließende mikroskopische Bestimmung der Pilzprobe: ein insgesamt langwieriger und damit fehleranfälliger Prozess. Ein Team um Dr. Guadalupe Pinar am Department für Medizinische und Pharmazeutische Chemie, Universität Wien, entwickelte nun ein Verfahren, mit dem sich Pilzarten anhand ihrer DNA schnell und eindeutig klassifizieren lassen.

Multiple Mutationen


Dabei macht sich Dr. Pinar eine Besonderheit im Erbgut vieler Pilzarten zu Nutze: Ein als ITS1 bezeichneter DNA-Abschnitt weist von Art zu Art enorme Unterschiede in der Sequenz der DNA-Basenpaare auf. Zum Ursprung dieser Unterscheidungsmerkmale erläutert Dr. Pinar: "Der ITS1-Abschnitt unterliegt häufig spontanen Mutationen. Da dieser DNA-Abschnitt jedoch keine erkennbare Funktion im Pilzgenom aufweist und nicht unmittelbar zur Überlebensfähigkeit einer Pilzart beiträgt, sind diese Spontanmutationen nicht weiter nachteilig. Jede Pilz-Art hat damit allerdings ihren typischen ITS1-Abschnitt und somit eine ganz individuelle Kennung."

Damit diese Sequenzunterschiede analysiert werden können, werden aber - für molekularbiologische Verhältnisse - große Mengen an DNA benötigt. Die kann man zwar dadurch gewinnen, dass große Mengen des Ausgangsmaterials verwendet werden - bei historischen Dokumenten verbietet sich diese Möglichkeit jedoch.

Dem ForscherInnen-Team gelang es nun mittels modernster Methoden, die benötigte DNA in ausreichenden Mengen herzustellen. Dazu erläutert die Diplom-Biologin Astrid Michaelsen, Teampartnerin von Dr. Pinar: "Wir verwenden die Polymerase Chain-Reaktion, ein hoch effizientes Verfahren, um einzelne DNA-Abschnitte zu vervielfältigen. So können wir ITS1-Fragmente in großer Menge und in hoher Reinheit herstellen, selbst wenn wir nur sehr kleine Mengen an Pilzmaterial für die DNA-Extraktion zur Verfügung haben. Das erlaubt die bereits in Mitleidenschaft gezogenen Dokumente größtmöglich zu schonen."

Spannende Ergebnisse

Werden genügend ITS1-Fragmente erzeugt, kann die eigentliche DNA-Analyse erfolgen: Bei der als Denaturing Gradient Gel Electrophoresis bezeichneten Analyse werden die ITS1-Fragmente in ein unter elektrischer Spannung stehendes Gel gegeben. Je nach Mutationen legen die ITS1-Proben in diesem Spannungsfeld unterschiedlich weite Wegstrecken zurück, die für jede Pilzart charakteristisch sind. Schon ein Austausch von einem Basenpaar resultiert in Unterschieden, die ein exaktes Bestimmen der Pilzart zulassen.

Die nun entwickelte Methode bietet tatsächlich noch einen weiteren Vorteil gegenüber traditionellen Methoden: Selbst nicht mehr lebensfähige Pilze können als Ausgangsmaterial dienen. Dazu Dipl.-Biol. Michaelsen: "Gerade auf Papier ist zu beobachten, dass Pilze nach etwa 20 Jahren nicht mehr aktiv sind. Die DNA, das Ausgangsmaterial für unsere Methode, kann aber auch aus solchem Material isoliert werden. Es können also mit unserer Methode auch Dokumentenproben untersucht werden, auf denen der Pilz zwar inaktiv ist, aber der Zersetzungsprozess sich trotzdem fortsetzt. Traditionelle Methoden scheitern hier, da sie auf die Vermehrung lebensfähiger Pilze angewiesen sind."

Die Ergebnisse dieses vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützten Projekts erlauben es nun, je nach Pilzart individuell geeignete Restaurierungs- und Pflegemaßnahmen in Zusammenarbeit mit dem "Istituto Centrale per la Patologia del Libro" in Rom zu entwickeln, das auch die historischen Proben zur Verfügung stellt. So kann der Erhalt wichtiger Kulturgüter für zukünftige Generationen optimal gesichert werden.

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dipl.-Biol. Astrid Michaelsen
Universität Wien
Dept. for Medicinal Chemistry
Althanstraße 14
A-1090 Wien
T +43 / 4277 / 55116
E astrid.michaelsen@univie.ac.at

Der Wissenschaftsfonds FWF:
Mag. Stefan Bernhardt Weyringergasse 35
A-1040 Wien
T +43 / 1 / 505 67 40 - 36
E bernhardt@fwf.ac.at

Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations for Research & Development
Campus Vienna Biocenter 2
A-1030 Wien
T +43 / 1 / 505 70 44
E contact@prd.at

Mag. Daniel Kainz | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at
http://www.fwf.ac.at

Weitere Berichte zu: Ausgangsmaterial DNA FWF ITS1-Fragment Pilzart Wissenschaftsfond

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Bergamoten – Verlockung und Verhängnis für Tabakschwärmer
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt
19.04.2017 | Forschungszentrum Jülich GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen

25.04.2017 | HANNOVER MESSE

RWI/ISL-Containerumschlag-Index: Kräftiger Anstieg setzt sich fort

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen

Pharmacoscopy: Mikroskopie der nächsten Generation

25.04.2017 | Medizintechnik