Willkommen in unserer Melucolagenetrischen Labor. Mein Name ist Oliver Havelettek
und ich bin der wissenschaftliche Leiter dieses Labors. Ja,
wie wir wissen, befinden wir uns ja hier in einem
naturwissenschaftlichen Museum und da stellt sich vielleicht die Frage,
wozu braucht ein solches Museum eigentlich ein molekulagenetisches Labor?
Die Antwort darauf ist nun ja,
die in diesem Museum sind so logische Exemplare gelagert, sehr viele,
mehr als zehn Millionen und diese Exemplare sind die Grundlage für wissenschaftliche Forschung.
Meistens erfolgt die dadurch,
dass man die Exemplare einfach ansieht von außen,
mauphologische Merkmale untersucht,
aber es ist ja noch sehr viel mehr Informationen drin enthalten,
zum Beispiel
die genetische Information
Die ja jeder Organismus hat. Und unsere Aufgabe ist es,
diese Information, diese genetische Information aus den Museumsexemplaren zu extrahieren,
zugänglich zu machen, Sequenzdaten zu erstellen,
die dann für Forschung verwendet werden.
Zum Beispiel im Bereich der Evolutionsbiologie,
der Biodiversitätsforschung, der Populationsgenetik und der Ökologie.
Folgen Sie mir doch bitte auf eine kleine Tour durchs Museum.
Da werde ich Ihnen kurz die Arbeitsabläufe, die hier vorherrschen,
zeigen. Einer der typischen Arbeitsabläufe,
die bei uns im Molekulalabor regelmäßig anfallen,
ist die genetische Artbestimmung eines Exemplars,
das hier im Museum gelagert ist
Das können historische Exemplare sein, die dann meist trocken,
zumindest im Falle von Insekten gelagert sind.
Oder auch frisches Material, dass sich dann Alkohol befindet.
Und um an die DNA ranzukommen,
nehmen wir in der Regel eine Gewebeprobe,
die dann weiterverarbeitet wird, aus der sind die DNA exkretiert wird.
Zu diesem Zweck werden wir hier aus diesem frischen Exemplaren etwas nehmen.
Und normalerweise genügt es ein Bein zu verwenden.
Das kommt dann in ein separates Röhrchen und damit arbeiten wir
Bei der Den-Axtraktion ist es besonders wichtig, dass in einer
sterilen Umgebung gearbeitet wird, um Kontaminationen zu vermeiden.
Gerade bei Proben von historischem Museumsmaterial liegt die DNA in geringer Qualität und Konzentration vor.
Deswegen ist das da besonders wichtig und zu diesem Zweck transferieren die Probe,
die wir jetzt gerade eben genommen haben, in diese UV-Bank,
in der die stabile Umgebung erzeugt wird.
Ja, also eben habe ich die Probe hier mechanisch zerkleinert,
um sie aufzuschließen, sodass die entsprechenden Reagenzien dann zugreifen können.
Und als nächstes füge ich verschiedene Puffer hinzu
Und Enzyme, mit denen die dann die Extraktion der DNA katalysieren.
Ist die Reaktion erstmal angesetzt,
dauert es in der Regel mehrere Stunden,
in der das Gewebe aufgeschlossen wird,
sodass die DNA freigesetzt wird und dann von uns weiter verarbeitet werden kann.
Zu diesem Zweck wird sie meistens in diesen Wärmeschüttler gestellt,
wo sozusagen wie eine Küche gerührt wird
Die DNA erst mal extra hier, wird sie amplifiziert, also vervielfältigt.
Genauer gesagt wird ein bestimmter Abschnitt aus der gesamten DNA herausgepickt und dessen Konzentration erhöht.
Und damit schaffen wir uns in gewisser Weise selbst ein Problem,
denn wir wollen ja unsere DNA niedrige Konzentration durch Kontimination mit hochkonzentrierter DNA schützen.
Und aus diesem Grund haben wir dafür einen separaten Raum,
das ist dieser hier, der sogenannte PCR-Raum,
in dem die Polamerace Chain Reaction oder Polymerase Kettner-Reaktion,
also die Amplifikation der DNA stattfindet.
Im PCR-Raum hat jede Arbeitsgruppe des Hauses einen eigenen Arbeitsplatz,
in dem die entsprechenden ansümatischen Reaktionen eingesetzt werden können,
die dann für die Amplifikation der DNA verwendet werden können,
ist die Reaktion angesetzt, wird sie in eine PCR-Maschine transferiert.
Und diese PCR-Maschine erzeugt automatisch den optimalen Temperaturgardienten für die Amplifikation der DNA.
Das dauert in der Regel zwei bis drei Stunden.
Und in der Zeit hat man die Möglichkeit,
andere Sachen im Labor durchzuführen. Ist die Amplifikation der DNA
abgeschlossen? Können wir mit Hilfe von Gel-Elektrokophorie so feststellen,
ob das gewünschte Fragment zumindest DNA in der gewünschten Fragmentlänge
auch amplifiziert wurde
Hier sehen werden, solches Ergebnis, wenn wir das Elektrofeldgramm ansehen,
sehen wir hier einen Peak. Also ein DNA,
die gemessen wurde, die in der von uns gewünschten Länge vorliegt.
Und damit können wir dann weiter fortfahren. Wir würden jetzt
das Produkt aufreinigen und dann an einen kommerziellen Anbieter zum Auslesen der Sequenz zur Sequenzierung schicken.
Die Ergebnisse der Sequenzierung erhalten wir in Form von Komatogrammen,
die dann hier einzelne Peaks zeigen und jede dieser Peaks entspricht einer Base,
also einem Buchstaben des genetischen Codes.
Und in der Gesamtheit halten wir die komplette Sequenz.
Und zwar genau das Organismus, den wir untersucht haben und
von genau dem, den Afragment, das wir amplifiziert haben.
Und diese Sequenz erlaubt uns dann im vorliegenden Fall sagen zu können,
zu welcher Art der Untersuch der Organismus gehört.
Den Ablauf, den wir gerade eben vorgestellt haben,
mit dem wir ein Tier aus unserer Sammlung genetisch identifizieren können,
gehört eigentlich zu den Standardaufgaben, die wir regelmäßig im Labor durchführen.
Wir haben aber noch andere Möglichkeiten, der kompliziertere Methoden,
mit dem wir mithilfe von sogenannten Next Generation Sequencing viel mehr genetische Informationen aus einer Probe gewinnen können.
Nicht nur eine kurze Sequenz, sondern genomische Informationen,
mit denen wir ganz andere Möglichkeiten haben in der Populationsgenietik und auch mit altem Material.
Zu diesem Zweck haben wir verschiedene spezialisierte Geräte, zum Beispiel einen Alterssonicator,
mit dem wir die DNA auf die von uns gewünschte Fragmentlänge herunterbrechen können,
einen Blue Pippin, mit dem wir diese Fragmentlängen auswählen,
selektieren können und dann einen Tapestation,
mit der wir die Fragmente analysieren können und einen Qualenscheck durchführen können.
Ja, damit haben sie einen kurzen Einblick gewonnen in unseremolkulallabor.
Vielleicht fand sie sehr spannend. Ich würde mich drüber freuen,
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wir stehen immer zu unsere Ververfügung