DNA Technologie binnen het Waterbeheer

DNA Technologie binnen het
Waterbeheer
Marco Jaspers, TNO
Genomics in Waterbeheer, 12 juni 2012
Wat is DNA?
• DNA is aanwezig in alle levende organsimen
• Twee in elkaar gedraaide ketens (dubbel helix)
van slechts vier bouwstenen (base paren):
A,T,G,C
• Universele drager van erfelijke informatie
• Bevat de codes voor eiwitten: genen
DNA
Bron: Johan Leveau
Wat zijn eiwitten?
• Functionele unit binnen de biologie
• Keten van 20 verschillende bouwstenen
(aminozuren).
• De volgorde bepaalt de 3-D vorm en daarmee de
functionaliteit, bijvoorbeeld
–
–
–
–
–
Katalysatoren
Structuureiwitten
Beweging
Transport
Regulatie
Informatie Flow
• DNA > RNA > Eiwit
Informatie Flow
• DNA > RNA > Eiwit
Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ribosome_mRNA_translation_en.svg
Toepassing van DNA Technologie
Inzicht in:
• Aanwezigheid van waterorganismen
• Conditie/Activiteit van waterorganismen
Uitspraken over:
• Diversiteit en aantallen
• (On)gewenste toestand
•Risico’s (chemisch, biologisch)
Detectie van Waterorganismen via DNA
DNA
Cel
EXTRACTIE
PCR
Markergen
(b.v. toxine, ribosomaal gen)
Kwantitatieve PCR (Q-PCR):
- Specifiek voor marker gen van één organisme
- Kwantitatief
- Zeer gevoelig
Stamboom op basis van ribosomale genen
Ribosomale genen maken
soort identificatie mogelijk
Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Phylogenetic_tree
Detectie van Waterorganismen via DNA
Markergen
DNA
EXTRACTIE GENERIEKE PCR
MASS SEQUENCING
ENKELSTRENGS
MAKEN
HYBRIDISATIE (BINDING)
Mass Sequencing:
- Generiek
- Inzicht in Soorten
Chip
DNA Chip:
- Generiek
- Inzicht in Soorten
PCR (Polymerase Chain Reaction)
Microarray / Chip Technology
Tester DNA
Close-up individual spot
Microarray
Conditie/ Activiteit
Reactie op omgeving
(bijvoorbeeld chemische stof)
Bron: Marco Jaspers
Bioreporter - Assay
Reactie op omgeving gekoppeld aan signaal
(bijvoorbeeld bioluminescentie)
Bron: Marco Jaspers
Detectie van Activiteit (Voorbeeld)
Bron: Marco Jaspers
Detectie van Activiteit
Bron: Marco Jaspers
1
•
•
10:15 Een generieke methode voor de detectie van pathogene bacteriën in water
Dick van Elzas (Rijksuniversiteit Groningen)
2
•
•
10:30 Zoetwaternematoden als indicator voor ecologische schade en herstel
Hans Helder (Wageningen University and Research Centre) en Jeroen Kluck (Tauw)
3
•
•
11:15 Celtesten voor de risicobeoordeling van giftige stoffen in water
Sander van der Linden (BioDetecton Systems)
4
•
11:30 Onzichtbaar maar wel aanwezig! - soorten in kaart brengen met
Environmental DNA
Jelger Herder (RAVON)
•
5
•
•
6
•
•
11:45 Nieuwe PCR-technieken voor het meten van microbiële
zwemwaterkwaliteit
Miguel Dionisio Pires (Deltares) en Bart Wullings (KWR Watercycle Research
Institute)
12:15 Hydrochip: Nieuwe ontwikkeling voor het bepalen van de biodiversiteit en
ecologische kwaliteit.
Marco Jaspers (TNO)
Detectie
DNA
Cel
EXTRACTIE
PCR
Markergen
(b.v. toxine, 16S)
Kwantitatieve PCR (Q-PCR):
- Specifiek voor markergen van één organisme
- Kwantitatief
- Zeer gevoelig
1
van Elsas
5
Dionisio Pires & Wullings
Detectie
Markergen
(b.v. toxine, 16S)
DNA
EXTRACTIE GENERIEKE PCR
MASS SEQUENCING
ENKELSTRENGS
MAKEN
HYBRIDISATIE (BINDING)
Mass Sequencing:
Generiek
Inzicht in Soorten
2
4
6
Helder
Herder
Chip
DNA Chip:
- Generiek Jaspers
- Inzicht in Soorten
Bioreporter - Assay
Reactie op omgeving gekoppeld aan signaal
(bijvoorbeeld bioluminescentie)
3
Van der Linden