Nicht nur Pest und Cholera: Erreger-Schnelltest für Archäologen

Hamilton (Kanada) - Für Archäologen ist es schwierig herauszufinden, an welchen Infektionskrankheiten Menschen in früheren Zeiten gelitten haben. An Knochen und Zähnen von Skeletten können zwar DNA-Reste von Krankheitserregern überdauern. Doch im Laufe von Jahrhunderten zerfällt diese DNA in sehr kleine Bruchstücke. Eine Identifizierung von Erregern durch die üblichen Methoden ist dann nur noch mit großem Aufwand möglich. Jetzt haben kanadische Forscher für einen solchen Keimnachweis erfolgreich Genchips eingesetzt. Damit lassen sich auch geringste Mengen von DNA-Bruchstücken eines Erregers aus einer Probe herausfischen und der Keimart zuordnen. So ist es unter anderem gelungen, DNA des Pesterregers im Zahn eines mittelalterlichen Skeletts aufzuspüren. Das Verfahren sei schneller und wesentlich kostengünstiger als eine Analyse mittels DNA-Sequenzierung, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Scientific Reports“.

„Wir glauben, dass diese Technik in naher Zukunft zu einem hervorragenden Analysewerkzeug für archäologische Proben weiterentwickelt wird und Aussagen über die Gesundheit der Bevölkerung in weit zurückliegenden Zeiten ermöglicht“, schreiben die Forscher um Hendrik Poinar von der McMaster University in Hamilton. Genchips – auch Microarrays genannt – bestehen aus Glasplättchen, die mit Tausenden punktförmig aufgebrachten Gen-Schnipseln aus einzelsträngiger DNA beschichtet sind. Enthält das Untersuchungsmaterial DNA-Moleküle mit einem Abschnitt, der einem dieser Gen-Schnipsel exakt entspricht, lagern sie sich an die entsprechende Stelle des Genchips an und können durch Fluoreszenz sichtbar gemacht werden. Auf dem gleichen Prinzip beruht der Einsatz von Genchips zur Ermittlung von Genaktivitäten – beispielsweise in der Krebsforschung.

Poinar und seine Kollegen nutzten einen Genchip mit DNA-Abschnitten aus dem Erbgut von 3521 Mikroben, von denen bekannt ist, dass sie Wirbeltiere infizieren. Als erstes Untersuchungsobjekt wählten sie den Zahn eines Pestopfers aus dem Jahr 1348. Als zweite Probe diente das konservierte Darmgewebe eines 1848 an der Cholera verstorbenen Menschen. Der Gehalt an DNA des Pesterregers in der Zahnprobe betrug 0,08 Prozent der Gesamt-DNA; für das Cholerabakterium lag dieser Wert bei nur 0,03 Prozent. In beiden Fällen waren die Ergebnisse dank früherer DNA-Sequenzanalysen anderer Forscher bereits bekannt. Die Wissenschaftler konnten mit ihrer Genchip-Technik ebenfalls sowohl Vibrio cholerae als auch Yersinia pestis, die Erreger von Cholera und Pest, aufgrund der jeweils artspezifischen DNA-Abschnitte nachweisen. Dieses Verfahren würde mindestens eine Größenordnung weniger an Zeit und Geld kosten als die DNA-Sequenzierung, erklären die Autoren. Allerdings müsse die Zuverlässigkeit der Methode in weiteren Vergleichsuntersuchungen an Proben mit unbekanntem Erregergehalt noch überprüft und verbessert werden.