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Wurde ein bestimmter Lachs wild gefangen oder stammt er aus der Aquakultur? Stimmt die Angabe „Bioqualität“ für die Shrimps in der so gekennzeichneten Verpackung? Stammt das Grillhähnchen wirklich wie angegeben aus Freilandhaltung? Labore für Lebensmittelanalytik können solche Fragen nur bedingt beantworten Auch sind dazu in der Regel aufwändige Untersuchungen erforderlich bei denen mehrere Tests kombiniert werden müssen Eine möglicherweise einfachere Lösung hat ein Team um Frank Lyko vom DKFZ gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen von dem Unternehmen Evonik vorgestellt Ihr Ansatz Sie analysieren den charakteristischen Fingerabdruck der chemischen Markierungen am Erbgut der Tiere „Die Frage der Herkunft von Lebensmitteln wird für die Verbraucher zunehmend zum Kaufargument – besonders wenn es um tierische Produkte und damit auch um das Tierwohl geht“ sagt Lyko „Wir haben nun ein erstaunlich sensibles Nachweisverfahren etabliert das viele der Umweltfaktoren abbildet die für das Wohlergehen der Tiere relevant sind “ Das Erbgut die DNA ist besetzt mit Millionen von chemischen Markierungen Dabei handelt es sich um Methylgruppen die wichtige biologische Funktionen haben Sie „entscheiden“ darüber welche Gene in der Zelle abgelesen und in Proteine übersetzt werden Im Gegensatz zur lebenslang stabilen Abfolge der DNA-Bausteine können die Methyl-Markierungen neu angeheftet oder aber wieder entfernt werden Das geschieht in Anpassung an biologische Erfordernisse So ändert sich beim Menschen das Methyl-Muster das so genannte „Methylom“ im Zuge von Krankheiten oder im Verlauf des Alters Die Gesamtheit dieser reversiblen Steuerelemente am Erbgut wird als Epigenetik bezeichnet Welchen Einfluss Umweltfaktoren auf das Methylom haben ist nicht immer leicht nachzuweisen Frank Lykos Labor im DKFZ hat mit dem Marmorkrebs einen idealen Modellorganismus gefunden um zu dieser Frage umfassende Expertise zu sammeln „Alle Marmorkrebse haben ein identisches Erbgut sie sind also ein einziger Klon Daher wird die Untersuchung von umweltbedingten Änderungen im Methylierungsmuster auch nicht durch abweichende genetische Faktoren verfälscht“ erklärt der Biologe Lyko Für die Methylom-Analyse nutzen die Forschenden eine spezielle Technik der DNA-Sequenzierung mit der sie jeden einzelnen methylierten DNA-Baustein identifizieren können Lyko und Kollegen konnten so Marmorkrebs-Populationen aus verschiedenen Teilen der Welt eindeutig identifizieren Dabei gelang die Unterscheidung von Tieren aus saube ren oder eutrophierten Gewässern oder aus der Laborhaltung Auch den zeitlichen Verlauf der Anpassung des Methylierungsmusters beim Wechsel zwischen zwei Haltungsformen konnten die Forscher mitverfolgen Ermutigt durch diese eindeutigen Ergebnisse weitete das Team die Methylom-Analysen erfolgreich auf Tiere aus die auf dem Speiseplan des Menschen stehen Dieses Projekt führten sie in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen von Evonik durch Das Forschungsteam konnte Shrimps aus verschiedenen Aufzuchtanlagen unterscheiden Das Methylom von Lachsen aus langsam fließenden Flüssen weicht ab von dem ihrer Artgenossen die in Gebirgsbächen lebten Bei Hühnern wirkten sich der Haltungsbetrieb und dessen Futterangebot auf das Muster der Methylierung aus „Die Umweltund Lebensbedingungen hinterlassen bei allen untersuchten Organismen einen spezifischen Fingerabdruck im Methylom Der fällt bei einem Freilandhähnchen anders aus als bei einer Massentierhaltung im Stall“ sagt Frank Lyko „Die Methyl-Fingerabdrücke könnten als wichtiger Biomarker die Möglichkeiten der Lebensmittelanalytik erweitern “ sagt DKFZ-Forscherin Sina Tönges „Allerdings ist die Sequenzierung wie wir sie in dieser Studie angewandt haben ein aufwändiges Verfahren das nicht routinemäßig in der Lebensmittelanalytik durchgeführt werden kann Wir arbeiten daher gemeinsam mit Evonik daran ein Testsystem für das Methylom-Fingerprinting zu entwickeln das auch in der Breite Einzug in die Labore halten kann “ Publikation Geetha Venkatesh Sina Tönges Katharina Hanna Yi Long Ng Rose Whelan Ranja Andriantsoa Annika Lingenberg Suki Roy Sanjanaa Nagarajan Steven Fong Günter Raddatz Florian Böhl and Frank Lyko Contextdependent DNA methylation signatures in animal livestock Environmental Epigenetics Volume 9 Issue 1 2023 DOI 10 1093 eep dvad001 Quelle Deutsches Krebsforschungszentrum DKFZ Lebensmittelanalytik 23 www labo de 7-8 2023 Bild k ar ep a st oc k ad ob e co m