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Entwicklung eines 16S rRNA-Gen-basierten Primersystems zum Nachweis von Saccharopolyspora rectivirgula in Bioaerosolen

Projektnummer: F 2042 Projektdurchführung: Institut für Angewandte Mikrobiologie (IFZ) Status: Abgeschlossenes Projekt

Projektbeschreibung:

In Europa zählt die Bakterienspezies Saccharopolyspora rectivirgula zu den Hauptverursachern der Exogen-Allergischen Alveolitis. Die Identifizierung dieser Art über biochemische Eigenschaften ist bislang schwierig, da die meisten phänotypischen Charakteristika sehr variabel sind und von den Kultivierungsbedingungen abhängen. Diese Identifizierungsmethoden liefern somit oft kein eindeutiges Ergebnis und arbeitsplatzbezogene Messungen sind somit sehr schwierig. Molekularbiologische Analysemethoden unter Nutzung der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) liefern hierbei meist spezifischere und schnellere Resultate. Derzeit ist die vergleichende Sequenzanalyse von 16S rRNA-Genen die am häufigsten eingesetzte Methode zur phylogenetischen Einteilung. Über öffentlich zugängliche Sequenzdatenbanken in denen derzeit > 100.000 16S rRNA Sequenzen hinterlegt sind ist heute die Möglichkeit eröffnet, spezifische Primersysteme auf unterschiedlichen phylogenetischen Ebenen zu entwickeln.

In dem Projekt soll zunächst ein spezifisches Primersystem für die Art Saccharopolyspora rectivirgula virtuell am Computer (in silico) entworfen werden. Die entwickelten Primersysteme sollen anschließend im Labor an DNA-Extrakten aus mindesten 10 verschiedenen Stämmen von Saccharopolyspora rectivirgula überprüft werden. Gleichzeitig soll die DNA andere Bakterienarten mit geringen Sequenzvariationen im 16S rRNA-Gen, als Negativkontrollen getestet und genutzt werden, um die Spezifität der PCR-Bedingungen einzustellen. Für einen hoch effizienten Nachweis sollen gleichzeitig unterschiedliche Methoden zur Extraktion des Genoms aus den Zellen ausgetestet und auf ihre quantitative und qualitative Effizienz geprüft werden. Diese Effizienz soll auch an realen mit S. rectivirgula versetzten Bioaerosolproben ermittelt werden. Um die Spezifität des entwickelten Primersystems abschließend auch in Arbeitsplatzproben zu überprüfen, müssen die aus mit S. rectivirgula belastenten Bioaerosolen gewonnen PCR Produkte über eine 16S rRNA-Klonbibliothek und deren Sequenzauswertung analysiert werden. Die entwickelte Methode soll nun an Bioaerosolen unterschiedlicher Arbeitsplätze in der Landwirtschaftlich eingesetzt werden. Bisher werden in Unkenntnis der tatsächlichen Exposition Frühsymtome der Erkrankung nicht beachtet. Bei Erstdiagnose treffen behandelnde Ärzte vielfach auf weit fortgeschrittene Krankheitsbilder. Mit Hilfe dieses Projektes soll eine Methode zur sicheren und schnellen Erfassung von S. rectivirgula etabliert werden, um Arbeitsplätze präventiv auf eine mögliche Exposition durch die genannte Bakterienart zu untersuchen und eine Verbesserung der individualbezogenen Prävention von Erkrankungen durch biologische Arbeitsstoffe zu erreichen.

Kontakt

Fachgruppe 4.7 "Biologische Arbeitsstoffe"

Service-Telefon: 0231 9071-2071 Fax: 0231 9071-2070