Autor Thema: DNA-Barcoding zuhause?  (Gelesen 337 mal)

Ulrich Kursawe

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DNA-Barcoding zuhause?
« am: 2019-07-11 15:28:58 »
Hallo Zusammen,

ich bin zufällig auf einen Artikel über diese Firma gestoßen: https://www.bento.bio/ .
Sie bieten tragbare Laborgeräte für genetische Untersuchungen an, angeblich kann man damit auch Barcodes sequenzieren (heißt das so?). Verglichen mit dem, was Viktoria kürzlich für eine einzelne Untersuchung bei AIM zahlen mußte ( 120€, falls ich mich recht erinnere), kommen mir die 1500 - 1800€ für so ein System nicht mehr so viel vor. Kann das überhaupt funktionieren/etwas taugen?

Viele Grüße, Uli

Martin Lemke

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #1 am: 2019-07-15 23:23:43 »
Interessanter Tipp! Braucht man jedes Mal eine neue Gel-Box für 79€? In dem Fall wäre das Investitionsvolumen anders zu bewerten. Ebenfalls ist mir nicht klar, wie man zur Diagnose kommt. Im Film werden Citizen Science (das sind wir!) als Zielgruppe genannt. In welcher Weise man mit diesem Gerät zu einer konkreten Diagnose kommen kann, ist mir anhand der Webseite nicht recht klar geworden. Kann man damit Arten genetisch bestimmen oder nicht?

Auf jeden Fall ist es lohnend, den Markt weiter zu beobachten. Bei konkret diesem Produkt sehe ich noch keinen Nutzen für unsereins. Aber solche Produkte können ja noch kommen.

Auf die Schnelle gesucht (die Schwierigkeit liegt wie immer darin, das passende Suchwort zu finden):
  • biome-id verspricht Diagnose für 36 € – wenn das verlässlich ist, wäre das für Zweifelsfälle ein bezahlbarer Service

Viktoria hatte mit AIM ja nicht so richtig Erfolg, oder?

Martin
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Wolfgang Schlegel

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #2 am: 2019-07-16 04:42:34 »
   Hallo zusammen,

im Prinzip kann man mit diesem Gerät sicherlich COI-DNA fürs Barcoding sequenzieren, allerdings nicht mit dem Gerät allein - soweit ich es verstanden habe, bietet dieses eine kleine Zentrifuge, Spannungsquelle und Behältnis für Gelelektrophorese und einen Bereich, den man heizen und abkühlen kann, nebst einer elektronischen Steuerung. Wenn man damit arbeiten will, braucht man Reagentien, und die gehen dann ins Geld. Sinnvolle Arbeitsschritte wären: erst mal möglichst alles von der Probe wegwerfen, was nicht die DNA ist, die man sequenzieren will; dann die (hoffentlich noch vorhandene) gewünschte DNA mittels PCR soweit vermehren, dass es zum Analysieren reicht, und schließlich die Sequenzierung selbst, mit den Bento-Gerätschaften wohl nach Sangers Kettenabbruch-Verfahren. Für jeden Schritt sollte man zunächst herausfinden, welcher Puffer bzw. welche Polymerase, Nucleotide, Farbstoffe usw. für die konkrete Probenart am besten geeignet sind; möglicherweise genügt es, sich dazu durch die verfügbare Literatur zu lesen, wahrscheinlicher ist, dass man etwas herumprobieren muss. Ohne Zugang zu einem passabel ausgestatteten chemischen Labor wird es kaum funktionieren. Entsprechendes Know-How ist Voraussetzung.

Auf der Bento-Website findet sich dazu kaum Information. Wer sich für Details interessiert, kann sich beispielsweise die Website der Biotechnologie-Firma ThermoFisher anschauen, um einen Begriff von der Vielfalt des Angebots und von den Preisen der Reagentien zu bekommen.

Ich glaube nicht, dass das Bento-Gerät eine Option ist. Man müsste sich durchrechnen, ab welcher Anzahl von Proben sich die Anschaffungen rentieren. Ich vermute, dass man dann auf eine so hohe Anzahl kommt, dass man für nichts anderes mehr Zeit hätte als fürs Barcode-Sequenzieren, denn eine Sequenzierung ohne Automaten wird zeitaufwendiger als bei AIM & Wettbewerbern.

Interessanter wären wohl die Nanoporen-Verfahren, wo man sich die DNA-Synthese nach Sanger spart und die DNA beim Durchtritt durch eine Membran direkt ablesen möchte wie sequentielle Daten auf einem Datenträger. In manchen Reklametexten wird schon der Eindruck erweckt, dass in ein paar Jahren jedes bessere Handy mit so einem Analysator ausgestattet sein wird, und man lässt dann bloß noch die Spinne übers Display krabbeln, um gleich darauf einen Artnamen angezeigt zu bekommen. Damit rechne ich eher nicht, momentan wird da nebenbei auch noch eine Menge Chemie benötigt. Die Website von Oxford Nanopore Technologies ist immerhin informativer als die von Bento. Als Citizen Scientist ohne dicken Forschungsetat wäre man aber aktuell als realer Benutzer dieser Geräte genauso finanziell überfordert.

   Gruß aus Stuttgart
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Rainer Breitling

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #3 am: 2019-07-16 07:29:04 »
Mit dem Bento-Gerät kann man Proben fürs Sequenzieren vorbereiten, muss sie dann aber für die Analyse einschicken. Oder man kauft sich für weitere 1000 € einen Sequenzierer dazu, zum Beispiel das MinION, ein Nanoporen-Gerät, wie Wolfgang es erwähnt. Mit Reagenzien sind die Kosten pro Probe dann aber auch schnell bei 100 €, und damit hat man nichts gespart. Selbst Forschungslabore sequenzieren im Allgemeinen nicht selber, sondern schicken ihre Proben an auswärtige Servicelabore (auch die GBOL-Barcodes wurden nicht intern sequenziert). Vorteil des Bento-Gerätes ist wahrscheinlich, dass man bei der Probenvorbereitung Geld sparen kann kann; ein PCR-Produkt extern sequenzieren zu lassen, sollte weniger als 10 € kosten, bei großem Durchsatz vermutlich noch deutlich weniger.
Beste Grüße,
Rainer

Viktoria Wegewitz

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #4 am: 2019-07-16 10:33:47 »
Martin, hier nochmal der Link zu meinem Barcoding - Versuch bei AIM:

   https://forum.arages.de/index.php?topic=25549.msg152322#msg152322
Grüße Viktoria

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Martin Lemke

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #5 am: 2019-07-16 11:16:13 »
Im Gegensatz zu Wolfgang und Rainer habe ich kaum Ahnung von diesen Dingen. Für mich wäre eine Blackbox-Lösung interessant, in welche man eine Gewebeprobe hinein gibt und auf der anderen Seite möglichst in elektronischer Form DNA-Daten, die man dann mit Datenbanken abgleichen kann. Aber anscheinend träumen Techniker davon, aber das gibt es wohl noch nicht. Was jetzt langsam aufkommt, sind entsprechende Service-Angebote von Dienstleistern. Wenn sich die Preise um 30 € einpendeln, ist es für Einzelproben interessant, aber für Massenauswertung zu teuer. Momentan ist die morphologische Bestimmung konkurenzlos billig und schnell; selbst wenn man, eine Epigyne präparieren muss.

Am Zoologischen Forschungsmuseum Alexander König (Bonn) hatte man ursprünglich die notwendige Technik angeschafft, ist dann aber dazu übergegangen, die Proben in China analysieren zu lassen. Die Technik war also nicht das Problem, sondern die Kosten für die Chemikalien.

Hier noch ein Service für $50: http://lifescanner.net/

Martin
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Wolfgang Schlegel

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #6 am: 2019-07-16 19:33:02 »
Theoretisch kann man mit dem Bento-Gerät auch die Sequenzierung durchführen, man braucht als zusätzliche Reagentien Nucleotide, denen die Hydroxylgruppe an der 3'-Position fehlt (ddNTP). Das Prinzip des Verfahrens wird in der Wikipedia erläutert; ebenso wie bei der präparativen PCR braucht man dafür eine passende Abfolge verschiedener Temperaturen, die man mit dem Bento-Gerät anscheinend vorprogrammieren kann. Auswertung dann mit der Gelelektrophorese; bei einem nicht radioaktiven Primer durch Fluoreszenzfarbstoffe, die man mit den oben angesprochenen Doppel-Desoxy-Nucleotiden gekoppelt hat - dafür das blaue Lämpchen. Die ddNTPs mit Farbstoff kann man beispielsweise hier bekommen, und sie kosten nicht allzuviel mehr als 2.000 €. Wenn dann alles geklappt hat, muss man sich nur noch die korrekte Reihenfolge der 648 Banden aus der Gelbox aufschreiben.

    Wolfgang
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Martin Lemke

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #7 am: 2019-07-16 21:58:44 »
Ich werde mir totsicher keine labordiagnostischen Gerätschaften anschaffen, von denen ich keine Ahnung habe. Selbst dann nicht, wenn ich sie mir von der Summe her leisten könnte.

Als ehrenamtlicher Mitarbeiter des Centrum für Naturkunde (CeNak) der Uni Hamburg, habe ich eventuell (der Fall trat noch nicht auf) noch andere Möglichkeiten, so etwas zu realisieren. Die wollen auch eine Gendatenbank aufbauen. Meine eigenen Proben fließen seit diesem Jahr kontinuierlich in deren arachnologische Sammlung ein. Ich kann dort auch die Infrastruktur benutzen.

Für uns hier im Forum sollten wir Angaben zu Anbietern sammeln und eventuelle Erfahrungen protokollieren, damit wir, wenn wir solche Services in Anspruch nehmen, möglichst wenig Fehler machen, die das Resultat beeinträchtigen könnten. Viktoria hat einen Anfang gemacht, der ausgewertet gehört. Die Frage ist nun, wo wir diese Infos sammeln. Vielleicht als Thread in Weitere Projekte.

Martin
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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #8 am: 2019-07-16 23:31:50 »
Wäre interessant zu wissen, wie oft jemand im Umkreis dieses Forums Bedarf an einem Barcoding verspürt. Falls es öfters vorkommt, könnte man mit Sammelaufträgen die Preise etwas drücken. Neulich hatten wir Barcoding kurz bei Jürgens Philodromus angesprochen. Ich hatte in diesem Zusammenhang daran gedacht, dass es hierzulande wohl doch molekularbiologische Praktika gibt, in denen Studenten den Umgang mit diesen Technologien üben. Wenn jemand entsprechende Beziehungen hat, könnte man die Studenten in Einzelfällen ja an Material üben lassen, das man gern untersucht hätte.

Übrigens ist das in vielen Fällen nicht nur für denjenigen interessant, der die Probe gesammelt hat. Weshalb ist eigentlich von diesem GBOL-Projekt nichts mehr zu hören; hält man das mittlerweile für abgeschlossen oder für irrelevant? Bei BOLD haben sich zwar inzwischen 1.7 Millionen Datensätze angesammelt, für viele Arten fehlen sie aber noch gänzlich, und wie viele der vorhandenen mit Fehlbestimmungen verknüpft sind, weiß keiner genau. Am wertvollsten wären Datensätze, die mit möglichst gut dokumentierten morphologischen Bestimmungen versehen sind, und da wäre bei vielen Spinnen-Datensätzen noch Luft nach oben.

Wolfgang
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Martin Lemke

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #9 am: 2019-07-17 00:07:44 »
Ich kann mir nicht vorstellen, dass wir so viel Material zusammen bekommen, dass wir in der Lage sind, Preise zu drücken. Aber wir könnten eventuell von Kleinaufträgen profitieren, die die Sequenzierung mehrerer Proben umfassen, wenn wir diese bündeln anstatt dass jeder selber einzeln abrechnet. Eine Info- und Erfahrungssammlung könnte auf jeden Fall sinnvoll sein und allen (potentiellen) Interessenten zugute kommen.

Weshalb ist eigentlich von diesem GBOL-Projekt nichts mehr zu hören; hält man das mittlerweile für abgeschlossen oder für irrelevant?

GBOL ist in einer anderen Projektphase. Es werden keine Tiere mehr gesammelt und bezalt. Ich habe erst kürzlich eine Einladung nach Bonn erhalten, aber ich werde wohl nicht hin fahren.

News gibt es hier: https://www.bolgermany.de/

Martin
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Wolfgang Schlegel

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #10 am: 2019-07-17 00:35:05 »
Na das ist doch schön, dass das Projekt noch nicht tot ist, und sogar den Bundespräsidenten Frank-Walter Steinmeier konnte man in diesem Kontext live erleben. Hoffentlich hat man nicht vergessen, eine Probe von ihm zu nehmen.
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Martin Lemke

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #11 am: 2019-07-17 08:39:41 »
Hoffentlich hat man nicht vergessen, eine Probe von ihm zu nehmen.

Eine Augenklappe1 habe ich bei ihm nicht gesehen.

Martin

1: In der GBOL-Anleitung stand, dass man zum Abgeben von Säugetieren eine Gewebeprobe abgeben solle; als Beispiel genannt, wurde ein Auge.
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Tobias Bauer

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Re: DNA-Barcoding zuhause?
« Antwort #12 am: 2019-07-17 09:54:41 »
Da wäre ich bei F. W. Steinmeier aufgrund der tragischen medizinischen Vorgeschichte vorsichtig, könnte andere DNA dabei sein.

Tobias