Hochdurchsatz-Screening für giftige Algen
Die Blüte toxischer oder schädlicher Mikroalgen, im Allgemeinen als HABs (Harmful Algal Blooms) bezeichnet, stellen eine bedeutende Bedrohung für die Fischereiressourcen und die Gesundheit der Menschen auf der ganzen Welt dar. Daher ist eine kontinuierliche Überwachung dieses Phänomens zur Vermeidung der möglichen Gesundheitsgefahren und wirtschaftlichen Auswirkungen von verunreinigten Meeresfrüchten erforderlich. Bisher wird Phytoplankton überwacht, indem man mithilfe von Lichtmikroskopie eine Bestimmung und Zählung durchführt. Diese Methode ist jedoch nicht nur zeitaufwändig, sondern aufgrund der phänotypischen Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Algenarten auch fehleranfällig. Zur Unterscheidung unterschiedlicher Arten in komplexen Proben wurden verschiedene DNA-basierte Methoden wie die Fluoreszenz-in-Situ-Hybridisierung (FISH) entwickelt. Das EU-finanzierte Projekt "Microarrays for the detection of toxic algae" (MIDTAL) schlug vor, ein universelles Microarray zur Prüfung von großen Wasserproben auf toxische Algenarten und ihre Giftstoffe zu entwickeln. Diese Methode würde die mühevolle Bestimmung von individuellen Arten beschleunigen. Nach einer umfassenden Optimierung entwickelten die MIDTAL-Partner ein Array mit 163 Proben, das alle wichtigen schädlichen Algenarten von aktuellem Interesse für die EU abdeckt. Das Array wurde mithilfe einer herkömmlichen PCR für bestimmte Arten und Mikroskopie-basierten Zellzählungen bewertet, welche eine sinnvolle Übereinstimmung zeigten. Der sogenannte Phylochip wurde in Fällen von kleinen Geißeltierchenzellen und Pseudo-Nitzschia-Arten, die per Lichtmikroskop besonders schwierig zu quantifizieren sind, als genauer angesehen. Ein weiterer Aspekt der Arbeit von MIDTAL beinhaltet den Nachweis von wichtigen Algen produzierenden Giften mithilfe von Antikörpern in einem Microarray-Format. Obwohl dieser Chip nicht so sensibel ist wie ELISA, könnte er in Proben mit bedeutender Toxizität verwendet werden. Angesichts der Bedeutung von Toxin bildenden Algen für die menschliche Gesundheit – direkt oder durch den Verzehr verunreinigter Meeresfrüchte – werden die Ergebnisse von MITDAL die Überwachung und Erkennung giftiger Arten unterstützen. Der hohe Durchsatz der vorgeschlagenen Methode wird den gesamten Prozess entscheidend beschleunigen und so ermöglichen, dass geeignete Anti-Kontaminierungsmaßnahmen sofort eingeleitet werden.