Im Projekt MICROBELIX dreht sich alles um Bodenproben, in denen wir neue Bodenbakterien finden wollen. Da kommt der Frühling gerade richtig – nicht nur macht es wieder viel mehr Spaß rauszugehen und die Natur zu erkunden (und dabei mittels Probensammel-Set eine Bodenprobe zu nehmen), sondern auch die Mikroorganismen im Boden werden mit steigenden Temperauren im Boden aktiver und damit die mikrobiellen Gemeinschaften „lebendiger“. Das erhöht die Chancen, dass aus den Proben tatsächlich neue Bakterien isoliert und im Labor untersucht werden können.
Was aber passierte im MICROBELIX Labor den Winter über, während wetterbedingt nur wenig neue Bodenproben gesammelt und eingeschickt wurden? Langeweile kommt bei den Wissenschaftler*innen jedenfalls nicht auf, denn es warten stets Bodenproben aus dem vorangegangenen Sommer und Herbst darauf, analysiert zu werden. Und außerdem steht für die bald startende Probensammel-Saison eine echte Neuerung an: Erstmals soll die gesamte DNA der Lebewesen in den Bodenproben analysiert werden, um gewissermaßen im voraus einen Überblick zu gewinnen, welche Mikroorganismen im nächsten Schritt vielleicht lebendig aus der Probe herausgeholt werden können.
Die Methode heißt „Metagenomische Analyse“ und damit sie funktioniert, gibt es eine wichtige Bedingung: zuerst einmal muss möglichst viel DNA aus dem Erdmaterial herausgeholt und gereinigt werden.
Das ist durchaus eine Herausforderung, denn die MICROBELIX Bodenproben sind äußerst unterschiedlich. Manchmal bestehen sie vor allem aus Humusboden, oft sind sie aber auch sandig oder lehmig und in der Nähe von Gewässern oft schlammig. Meist sind auch noch kleine Steinchen, Holzstücke oder Pflanzenteile enthalten. Im Labor testen die Wissenschaftler*innen daher verschiedene Verfahren, um die empfindliche DNA mit möglichst hoher Qualität zu gewinnen.
Wenn das geschafft ist, kommt High-tech zum Einsatz: im „Sequenziergerät“ wird die Erbinformation der DNA-Moleküle ausgelesen, dabei entstehen Millionen von Datenschnipseln, die danach mit speziellen Softwarewerkzeugen wie eine Art Puzzle zusammengesetzt werden. Insbesondere müssen die genetischen Informationen besonders gründlich sortiert werden, denn sie gehören ja zu vielen verschiedenen Lebewesen. Keine leichte Aufgabe für die Bioinformatik und die MICROBELIX Wissenschaftler*innen sind froh, dass sich unter ihren Kolleg*innen Expert*innen befinden die sich genau dieser Herausforderung annehmen.
Sind die DNA-Daten ausgewertet, ergibt sich ein äußerst detailliertes Bild, welche Lebewesen in der gesammelten Probe enthalten sind – gewissermaßen ein digitaler genetischer Fingerabdruck. Auf die ersten Ergebnisse der Metagenomik sind wir schon sehr neuierig und werden sie mit den Bürgerwissenschaftler*innen teilen. Damit dann alle gemeinsam gespannt sein können auf den nächsten Schritt – welche neuen Bakterien wir den Bodenproben tatsächlich lebendig entlocken können.