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.