Ana­ly­se un­be­kann­ter Mi­kro­ben wird ein­fa­cher

Die Gu­ten ins Töpf­chen

Die Idee: „Da wir in un­se­rer For­schungs­grup­pe über ein Durch­fluss­zy­to­m­e­ter mit Zell­sor­tie­rer ver­fü­gen, kam uns der Ge­dan­ke, die Zel­len der uns in­ter­es­sie­ren­den Spe­zi­es vor dem Se­quen­zie­ren der DNA aus­zu­sor­tie­ren“, sagt Grieb. So wird die Di­ver­si­tät ge­rin­ger und die ei­gent­lich nicht so häu­fi­ge Spe­zi­es kann sich nicht mehr so gut ver­ste­cken. Die Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler mar­kier­ten also mit der FISH-Me­tho­de DNA-Ab­schnit­te der Mi­kro­ben mit fluo­res­zie­ren­den Farb­stof­fen. So kön­nen sie die Bak­te­ri­en er­ken­nen und aus­sor­tie­ren. „Al­ler­dings gab es da­bei zwei Her­aus­for­de­run­gen: Ers­tens muss das Farb­si­gnal sehr stark sein, da­mit wir die Zel­len wäh­rend des Sor­tie­rens gut fin­den kön­nen“, sagt Grieb. „Zwei­tens darf aber die DNA durch den Farb­stoff nicht be­ein­träch­tigt wer­den, da sie für eine qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ge Ge­nom-Ana­ly­se im An­schluss mög­lichst in­takt sein muss.“   

Ge­mein­sam mit For­schen­den des Joint Ge­no­me In­sti­tu­te tes­te­te das Team um Anis­sa Grieb, wie die­ser Ba­lan­ce­akt ge­lin­gen kann. Er­folg hat­ten sie am Ende mit ei­ner kürz­lich ent­wi­ckel­ten Va­ri­an­te der FISH-Me­tho­de, und zwar mit der Hy­bri­di­sie­rungs-Ket­ten­re­ak­ti­on (HCR-FISH), die sie durch An­pas­sung ver­schie­de­ner Pa­ra­me­ter wie der Tem­pe­ra­tur für ihre Zwe­cke op­ti­mier­ten. Zu­nächst ha­ben sie die­se Vor­ge­hens­wei­se mit Rein­kul­tu­ren im La­bor op­ti­miert und an­schlie­ßend er­folg­reich mit den Um­welt­pro­ben ge­tes­tet, die vor Hel­go­land ge­nom­men wur­den.

Mi­kro­ben wer­den sicht­bar

„Wir ha­ben im Er­geb­nis nun die Mög­lich­keit, das Ge­nom we­ni­ger häu­fi­ger Mi­kro­or­ga­nis­men zu iso­lie­ren und dann mit den Stan­dard-Me­tho­den der Gen-Ana­ly­se zu un­ter­su­chen“, sagt Bern­hard Fuchs, Lei­ter der For­schungs­grup­pe Durch­fluss­zy­to­me­trie am Max-Planck-In­sti­tut für Ma­ri­ne Mi­kro­bio­lo­gie. „Da­durch kön­nen wir die Stoff­wech­sel­ei­gen­schaf­ten von Bak­te­ri­en ana­ly­sie­ren, die bis­lang kaum sicht­bar wa­ren.“ So ge­lang es den For­schen­den, die Iden­ti­tät ei­ner we­ni­ger häu­fi­gen Gat­tung, de­ren DNA im­mer wie­der in den Was­ser­pro­ben aus der Nord­see vor Hel­go­land auf­tauch­ten, zu klä­ren. Oder an­ders ge­sagt: Das Ver­steck­spiel ist vor­bei.