ZOBODAT - www.zobodat.at Zoologisch-Botanische Datenbank/Zoological-Botanical Database Digitale Literatur/Digital Literature Zeitschrift/Journal: Beiträge zur Naturkunde Oberösterreichs Jahr/Year: 2013 Band/Volume: 0023_1 Autor(en)/Author(s): Pfosser Martin Artikel/Article: Das DNA-Labor des Biologiezentrums Linz 97-105 © Biologiezentrum Linz/Austria; download unter www.biologiezentrum.at Beitr. Naturk. Oberösterreichs 23/1 97–105 14.6.2013 Das DNA-Labor des Biologiezentrums Linz M. PFOSSER Abstract: The DNA laboratory at the Biology Centre Linz. Starting with the employment of the present curator of the Botanical Collections in 2003, a DNA lab has been established in order to ac- count for the recent developments in systematic re search, which largely employs DNA sequencing and other genetic and molecular techniques to de scribe and validate taxa in many areas of systematic and taxonomic research. This review focuses on the activities of the DNA lab, which understand itself not only as a facility to assist in systematic and taxonomic research, but also actively engages in presenting cutting edge scien- ce and lab tutorials to the public. Einleitung (ELLIS 2008). Als 1992 von mehr als 150 Na- tionen die Convention of Biological Diversity Naturwissenschaftliche Sammlungen sind der (CBD) unterzeichnet wurde, erfuhr taxonomi- physikalische Ausdruck der Bemühungen des sche Forschung erstmals weitreichende globale Menschen die biologische Variation, die ihn Anerkennung. umgibt bestmöglich zu verstehen, zu ordnen und zu katalogisieren. Vom Beginn der ersten Eine Auswirkung davon war, dass gleichzeitig Sammlungen im 16. Jahrhundert an, haben mit der Platzierung von systematischer For- sich sowohl die Anordnungen der Objekte in schung auf der Biodiversitäts-Agenda die For- den Sammlungen, die Art der gesammelten derung nach Modernisierung und Demokrati- Objekte als auch die Methoden der Klassifizie- sierung taxonomischer Forschung erhoben rung und der wissenschaftlichen Forschung an wurde (GODFRAY 2002). Als Mittel diese Ziele den Objekten ständig verändert und erweitert. zu erreichen, können die verschiedenen Digita- Obwohl die Klassifizierung der Natur breite lisierungsinitiativen gesehen werden (HINE Akzeptanz als kulturelle Errungenschaft des 2008), aber auch das Bestreben, Identifika- Menschen findet und als Grundvoraussetzung tionsergebnisse von Organismen in öffentlich für den Schutz der globalen Biodiversität unab- zugänglichen Datenbanken allen Interessierten zugänglich zu machen. dingbar ist (FOUCAULT 1966, GROVE 1995, MÜLLER-WILLE 2003, SPARY 1996, THOMAS Die Erkenntnisse, dass über weite Bereiche der 1984), galten die taxonomischen Wissenschaf- gesamten Biologie die Analyse von bestimmten ten bis in die 1990er Jahre als eher esoterischer DNA-Abschnitten so gut verwendet werden Zweig der Wissensgenerierung, der wenige Be- können um Arten zu unterscheiden hat zu rührungspunkte mit den als wichtiger erachte- weltweiten Initiativen geführt, die im Begriff ten Bedürfnissen unserer Gesellschaft aufweist DNA-barcoding zusammengefasst werden. Alle © Biologiezentrum Linz/Austria; download unter www.biologiezentrum.at 98 diese Daten werden in einer zentralen Daten- bank verwaltet (Barcoding of Life Database – BOLD) und sind jederzeit frei abrufbar (RAT- SINGHAM & HEBERT 2007). Wie viele andere großen Museen stellte sich auch das Biologiezentrum Linz seiner Verant- wortung, die es mit der kuratorischen Betreu- ung und Entwicklung seiner Sammlungen übernommen hat, und entschied sich im Jahr 2003 dazu, diese Entwicklung zur Demokrati- sierung und Modernisierung der taxonomi- Abb. 1: Blick ins DNA-Labor des Biologiezen- schen Systematik mitzumachen und betraute trums. Foto: Archiv Biologiezentrum. den neu eingestellten Sammlungsleiter für Bo- tanik mit dem Aufbau eines DNA Labors, des- sen Aktivitäten hier zusammengefasst werden. Aufbau und Aktivitäten des DNA-Labors Im Jahr 2003 wurden die Planungsarbeiten zum Aufbau eines DNA-Labors begonnen und be- reits die ersten Schritte realisiert. Labormöbel, Elektrophorese, PCR-Gerät und generelles La- borequipment konnte angeschafft werden (Abb. 1), sodass bereits im Herbst 2003 mit den ersten Analysen begonnen werden konnte. Da Anfangs noch keine Möglichkeit zum Se- quenzieren gegeben war, erfolgten die ersten Analysen im Labor der Blutbank des Roten Kreuzes. Nach der Komplettierung der Ausstattung des DNA-Labors im Jahr 2004 mit einem automa- tischen DNA-Sequenzierer (MegaBace 500 von General Healthcare) konnten ab Mitte 2004 alle Analysen im Haus durchgeführt wer- den (Abb. 2, 3). Diese Anschaffungen eröffne- ten dem Biologiezentrum neue Möglichkeiten bei verschiedenen Projekten als Partner aufzu- treten. Da die beantragte personelle Ausstat- tung des Labors mit einer Laborassistenz leider Abb. 2-3: Der Kapillar-Sequenzierer MegaBace nicht realisiert werden konnte, wurde in der 500 (General Healthcare) im DNA-Labor während des Betriebes. Fotos: Archiv Vergangenheit versucht, mit StudentInnen und Biologiezentrum. PraktikantInnen eine einigermaßen vertretbare © Biologiezentrum Linz/Austria; download unter www.biologiezentrum.at 99 Auslastung der Geräte zu erzielen. Nachdem über persönliche Kontakte in den ersten Jahren für mehrere Monate StudentInnen der Univer- sität Budweis gewonnen werden konnten, war seit 2006 das DNA-Labor regelmäßig Partner im GEN-AU SummerSchool-Projekt des Bun- desministeriums für Wissenschaft und For- schung (BMWF) (Abb. 4). Seit 2003 lässt die- ses Projekt jeden Sommer rund 90 Jugendliche Forschung hautnah erleben: In Life Sciences Labors und an Bioinformatikarbeitsplätzen des Österreichischen Genomforschungsprogramms GEN-AU absolvieren Jugendliche in ganz Abb. 4: Die Gen-Au SummerSchool PraktikantInnen Julia Brunner, Patrick Nitsche Österreich vierwöchige Praktika. Das DNA- und Christina Schausberger im DNA-Labor Labor des Biologiezentrums ermöglicht enga- 2010. Foto: Archiv Biologiezentrum. gierten Jugendlichen während der Sommermo- nate an aktuellen wissenschaftlichen Projekten Masterarbeiten: des Biologiezentrums mitzuarbeiten. Unter wis- Gußmark, Christa (Botanisches Institut, senschaftlicher Leitung werden von den Prak- Karl-Franzens-Universität Graz): tikantInnen Experimente und Analysen zur Molekularbiologische und reproduktionsöko- Evolution von ausgewählten Organismengrup- logische Untersuchungen an Daphne laureola pen an High-tech-Geräten durchgeführt. Viele L. im Mühlbachgraben bei Graz/Steiermark Absolventinnen und Absolventen nützten ihre Fertiggestellt: 2005 Laborerfahrungen als Entscheidungshilfe für Gasperl, Anna (Botanisches Institut, Karl- die Studienwahl. Durch das Engagement der Franzens-Universität Graz): Jugendlichen und die intensive Betreuung Phylogeny, systematics and morphology of kommt es nicht selten schon während der South African Urgineoideae (Hyacinthaceae), Praktika zur Erarbeitung von wissenschaftli- chen Ergebnissen, die als neu für die Wissen- with emphasis on Rhadamanthus SALISB. and schaft publiziert werden können (vergl. z. B. Rhadamanthopsis http://www.ebi.ac.uk/ena/data/view/FN432826). Fertiggestellt: 2009 Neben der Förderung der Forschung leistet das Knirsch, Walter (Botanisches Institut, Karl- Biologiezentrum dadurch auch einen wichtigen Franzens-Universität Graz): Beitrag für den Nachwuchs auf dem Gebiet der Morphology and systematics of the genus Life Sciences. Rhodocodon BAKER and its delimitation from Seit 2004 arbeiten auch regelmäßig StudentIn- the genus Rhadamanthus SALISB. nen im DNA-Labor und führen unter Betreu- Fertiggestellt: 2012 ung molekulare Analysen zur Evolutionsfor- Pinter, Michael (Botanisches Institut, Karl- schung durch. Folgende Abschlussarbeiten ent- Franzens-Universität Graz): standen aus diesen Kooperationsprojekten: Taxonomie und Phylogenie ausgewählter Ver- treter der Gattung Dipcadi MEDIK. (Asparaga- ceae, Scilloideae, Ornithogaleae) Fertiggestellt: 2012 © Biologiezentrum Linz/Austria; download unter www.biologiezentrum.at 100 Bachelorarbeiten: JANG C.-G. & M. PFOSSER (2003): A taxonomic review of Korean Asparagales and Liliales (Liliopsida). — Feichtenschlager, Elisabeth (Botanisches In- Korean J. Pl. Tax. 32: 449-465. stitut, Karl-Franzens-Universität Graz): MÖLLER M., PFOSSER M., JANG C.-G., MAYER V., CLARK A., DNA-Sequenzierung ausgewählter Hyacintha- HOLLINGSWORTH M.L., BARFUSS M.H.J., WANG Y.-Z., ceae. KIEHN M. & A. WEBER (2009): A preliminary phylo- Fertiggestellt: 2012 geny of the ‘didymocarpoid Gesneriaceae’ based on three molecular data sets: Incongruence with available tribal classifications. — Am. J. Bot. 96: Dissertationen: 989-1010. Syed Shujait, Ali (Botanisches Institut, Karl- PFOSSER M. (2007): Migration durch Diasporenverbrei- Franzens-Universität Graz): tung und Vikarianz bei Pflanzen – eine Analyse Phylogenetic and biogeographic analysis of fa- evolutionärer Mechanismen anhand molekularer Daten am Beispiel der Pflanzenfamilie Hyacintha- mily Hyacinthaceae. ceae. — Denisia 20: 379-393. Fertiggestellt: 2013 PFOSSER M. (2011): Der gläserne Museumsbesucher – Alle Mitarbeiter im DNA Labor werden in der Auswertung der DNA-Tests der Evolutionsausstel- lung 2007/2008 in Linz. — Museen schaffen Iden- Regel in laufende Forschungsprojekte des Bio- tität(en) – 20. Österreichischer Museumstag 1: logiezentrums eingebunden. Ergebnisse dieser 101-104. Projekte werden in internationalen und natio- PFOSSER M. & F. SPETA (2004): From Scilla to Charybdis – nalen Zeitschriften veröffentlicht. is our voyage safer now? — Plant Systematics and Evolution 246: 245-263. Publikationen 2003-2012,