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 Biegen ohne zu brechen - Wie Insekten ihre Umgebung ertasten
10.09.2018 | Hochschule Bremen

nachricht Faden-Kunst aus Roboterhand
10.09.2018 | Technische Universität Wien

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: Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Angiologie (DGA) vom 12. bis 15. September in Münster stellten Gefäßspezialisten aus ganz Deutschland die neuesten Therapien bei Gefäßerkrankungen vor. Vor allem in den Bereichen periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) und venöse Verschlusskrankheiten wie die Tiefe Venenthrombose (TVT) gibt gute Neuigkeiten für die Patienten. Viele der 720 Gefäßspezialisten, die an der Jahrestagung teilnahmen, stellten neueste Studienergebnisse vor.

Millionen Menschen leiden in Deutschland unter Gefäßerkrankungen, allein rund fünf Millionen unter der „Schaufensterkrankheit“, medizinisch periphere...

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mit traditionellen Methoden gegen extreme Trockenheit

24.09.2018 | Geowissenschaften

Europäische Spitzenforschung auf der EuMW

24.09.2018 | Messenachrichten

Neue Therapien bei Gefäßerkrankungen

24.09.2018 | Medizintechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics