Schmutziges Wasser birgt eines der weltweit größten Gesundheitsrisiken. Oftmals stammen die Bakterien aus Fäkalien von Wiederkäuern.

Bild: Pixabay, MabelAmber

Verunreinigungen auf die Spur kommen DNA-Test identifiziert Wasserverschmutzer

08.02.2019

Wenn Gewässer verschmutzt sind, ist es wichtig, die Ursache schnell und kostengünstig herauszufinden. Ein neuartiges DNA-Schnelltestverfahren, das dem Prinzip eines Schwangerschaftstests ähnelt, soll die Verschmutzungen einfach auf ihre Verursacher zurückführen.

Verunreinigungen des Wassers gehören zu den weltweit größten Gesundheitsrisiken. Um im Fall fäkaler Verunreinigungen das Problem rasch lösen zu können, muss möglichst schnell die Ursache festgestellt werden: Handelt es sich um Verunreinigungen aus der Landwirtschaft? Oder um Abwässer aus der Kanalisation?

Bakterien bestimmten Tieren zuordnen

Es gibt bereits Methoden, um die Herkunft fäkaler Verunreinigungen im Wasser auf DNA-Basis zu untersuchen. Sie sind allerdings kompliziert, teuer und zeitaufwendig: Proben müssen genommen, in ein Labor geschickt und dort genetisch untersucht werden.

„Bestimmte Bakterien finden sich nur in den Fäkalien ganz bestimmter Tierarten. Wenn man Proben auf DNA-Abschnitte dieser Bakterien untersucht, kann man daher genau sagen, von welchem Lebewesen die Verunreinigungen stammen“, erklärt Georg Reischer vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften der TU Wien. Es gebe beispielsweise Bakterien, die typisch sind für das Darm-Mikrobiom von Wiederkäuern. „Findet man ihre DNA in einer Wasserprobe, hat man es höchstwahrscheinlich mit Verunreinigungen durch Kühe auf der Weide zu tun“, erläutert Reischer.

Nachweis wie beim Schwangerschaftstest

Die Idee, ein einfaches Testverfahren auf Basis dieser Methode zu entwickeln, entstand an der TU Wien schon vor einigen Jahren. Allerdings war es gar nicht so einfach, die Nachweismethode so anzupassen, dass sie zuverlässig und schnell funktioniert und sich auch ohne spezielles biotechnologisches Fachwissen durchführen lässt.

Nun ist die Technologie ausgereift und soll in Form eines einfachen Testgeräts auf den Markt kommen. „Die Bakterien werden zerstört, die DNA wird gezielt vervielfältigt und dann mit einem simplen Streifen nachgewiesen, ähnlich wie bei einem Schwangerschaftstest“, sagt Reischer. „Im Grunde ist diese Technik auf ganz unterschiedliche Bakterien und Viren übertragbar, aber wir konzentrieren uns derzeit auf den Nachweis von gefährlichen Keimen im Wasser, weil das ein besonders verbreitetes Problem ist.“

Industriepartner gesucht

Entwickelt wurde die Technik von der TU Wien gemeinsam mit dem Departement für Agrarbiotechnologie Tulln der Universität für Bodenkultur und im Rahmen des interuniversitären Kooperationszentrums Wasser und Gesundheit. Der nächste Schritt ist die Entwicklung eines Prototypen; derzeit wird noch nach Industriepartnern gesucht. Das Messgerät soll für wenige hundert Euro zu haben sein.

Weitere Informationen finden Sie in der Originalpublikation:

Wasserverschmutzung mit Teststreifen untersuchen

Bildergalerie

  • Analyseergebnisse von Wasserproben mit unterschiedlichen Kontaminationskonzentrationen: Zwei Striche sind der Nachweis einer Verunreinigung.

    Bild: TU Wien

  • Synthetisierte 13-nm-Goldpartikel vor (links) und nach (rechts) der Funktionalisierung mit spezifischen DNA-Detektorsonden, die der Signalgebung am Streifentest dienen.

    Bild: TU Wien

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