Nachweis von Mikroorganismen

Aktuell können wir folgende mikrobiologische Analysemethoden anbieten:

Konventionelle Kultur:

Trotz eines mittlerweile raffinierten Spektrums an molekularen Analysemethoden ist die Identifikation von Mikroorganismen mittels Anzucht auf Spezialnährböden nach wie vor das einfachste und preisgünstigste mikrobiologische Verfahren. Diese Methode eignet sich allerdings nicht zum Nachweis von Mikroorganismen, deren Nährstoffbedürfnisse noch nicht bekannt sind und die daher noch nicht kultivierbar sind. Außerdem ist die Anzucht von Mikroorganismen ein relativ langwieriges Verfahren, bis zum Erhalt der Identifikationsergebnisse vergehen meistens Tage bis Wochen. Durch Kombination mit FISH kann dieser Vorgang beschleunigt werden

HPLC (High Pressure Liquid Chromatography):

Flüssigkeit mit organischen Inhaltsstoffen, wie z.B. Stoffwechselprodukten wird unter hohem Druck durch eine Säule mit Trägermateriel gepresst. Auf Grund der unterschiedlichen Wechselwirkung einzelner Moleküle mit dem Trägermaterial entstehen unterschiedliche Verweilzeiten innerhalb der Säule. Auf diese Weise können die einzelnen Inhaltsstoffe eines Gemisches aufgetrennt und identifiziert werden. In der mikrobiolgischen Diagnostik findet dieses Verfahren Anwendung, um Stoffwechselprodukte bzw. Zellbeständteile zu charakterisieren.

Elektronenmikroskopie:

Durch die Verwendung eines fokusierten Elektronenstrahls können Objekte weit jenseits der lichtmikroskopischen Auflösungsgrenze noch dargestellt werden. Durch die Verwendung des Rasterelektronenmikroskopes lassen sich Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Grenzflächen hochaufgelöst sichtbar machen.

Röntgenmikroanalyse:

Durch Auftreffen des Elektronenstrahls auf verschiedene Elemente wird charakteristische Röntgenstrahlung emittiert. Durch mikrobiologische Aktivität entstandene Beläge können auf diese Weise identifiziert werden.

FISH (Fluoreszenz In Situ Hybridisierung):

Fluorochrombeladene einzelsträngige Nukleinsäuresonden (meist DNA) binden an spezifische Zielsequenzen auf den Ribosomen einer Zelle und markieren diese farbig. Somit ist eine spezifische Markierung von Mikroorganismen am Ort ihres Wirkens möglich. Durch geschickte Wahl der Sondensequenzen lassen sich Mikroorganismen nicht nur auf Artebene sondern sogar auf Gattungs- oder Familienebene identifizieren. Damit lassen sich die wichtigsten phylogenetischen Gruppen innerhalb eines mikrobiologischen Konsortiums rasch und ökonomisch charakterisieren. Da FISH ein direktes in situ Verfahren darstellt, ist die Anzucht der Mikroorganismen, die oft zu einer Verzerrung des Artenspektrums gegenüber den realen Verhältnissen führt, nicht erforderlich.

PCR (Polymerase - Kettenreaktion):

Die PCR hat ohne Zweifel die Molekularbiologie revolutioniert. Mit ihrer Hilfe ist innerhalb weniger Stunden die millionenfache Vermehrung spezifischer Gensequenzen im Reagenzglas möglich. Über eine Gelelektrophorese lassen sich vermehrte DNA-Abschnitte entsprechend ihrer Grösse auftrennen und analysieren. Die PCR ist die Basis für die Identifikation unbekannter Organismen, für die bisher keine spezifischen FISH-Sonden zur Verfügung stehen.

RFLP (RestriktionsFragmentLängenPolymorphismus):

Mittels sogenannter Restriktonsenzyme, die doppelsträngige DNA an spezifischen Erkennungsstellen zerschneiden, lassen sich PCR-Produkte durch Vergleich mit charakteristischen Bandenmustern in einer Bibliothek schnell und einfach identifizieren.

DNA-Sequenzierung:

Sie ist notwendig, um das 4-Buchstabenalphabet des DNA-Abschnittes einer Zelle lesen zu können. Nachdem ein spezifisches Gen mittels PCR im Reagenzglas vermehrt worden ist, kann die Basenabfolge dieses Gens mit einem Sequencer entschlüsselt werden. Mittels Computerunterstützung lassen sich dann Verwandtschaftsbeziehungen zu anderen Organismen ableiten, bzw. neue Sonden für die spezifische Markierung von Organismen am Ort ihres Wirkens mit FISH entwerfen. Für die Identifikation von Mikroorganismen wird meistens das 16S (Prokaryonten) oder 18S (Eukaryonten) rRNA - Gen verwendet, es lassen sich jedoch auch andere Gene analysieren, die für spezifische Eigenschaften einer Zelle codieren (z.B. Antibiotikaresistenz oder bestimmte Stoffwechseleigenschaften).


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