Quantitatives mikrobielles Sourcetracking (QMST)

Der wachsende Bedarf nach Möglichkeiten die Herkunft und das Ausmaß fäkaler Kontamination von Wasserressourcen zu bestimmen führte kürzlich zur Entwicklung innovativer quantitativer Methoden durch unsere Forschungsgruppe. Die so genannte QMST ("Quantitative Microbial Source Tracking") BacH/R Methode stellt den ersten Zugang zur sensitiven und spezifischen DNA-basierenden Quantifizierung und Unterscheidung von humaner bzw. durch Wiederkäuer verursachter fäkaler Kontamination in Quellwasser und ähnlichen Trinkwasserressourcen dar. Die Vorgehensweise beruht auf quantitativen TaqMan minor groove binder real-time PCR Assays zur Quantifizierung Verursacher-spezifischer Genmarker hoch-abundanter Vertreter des bakteriellen Phylums Bacteroidetes. Die hohe Sensitivität und Spezifität dieses Ansatzes verspricht einmalige Möglichkeiten auf dem Gebiet der Evaluierung und des Monitoring der Wasserqualität. Die Grundlagen und die Entwicklung der Methoden beschränkten sich jedoch bisher auf Ostösterreich und auf Karstquellen in den Nördlichen Kalkalpen. Auf dem Weg zu einem analytischen QMST Ansatz mit Marktpotential ist es erforderlich, sowohl die praktische Tauglichkeit unter Labor-Routinebedingungen als auch die breite geographische Anwendbarkeit unter Beweis zu stellen. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist daher die Entwicklung des QMST BacH/R Ansatzes in zwei Dimensionen: die Etablierung einer Methodik mit Routinetauglichkeit (Module A1 und A2) sowie die Erweiterung der geographischen Anwendbarkeit (Module B1 und B2). Ein Zellstandard mit definierter Kopienzahl (DeTaCS), der die Genmarkersequenz in einer einzelnen Kopie pro Zelle aufweist, soll erstmals ermöglichen QMST Ergebnisse zu standardisieren. (Modul A1). Mit Hilfe des DeTaCS wird die Kompatibilität des QMST Ansatzes mit ISO Methoden zur Quantifizierung von Fäkalindikatoren evaluiert (Modul A2). Im Rahmen von Modul B1 wird die Anwendbarkeit des QMST BacH/R Ansatzes auf die Zentral Europäische Region (CE-Region) erweitert, indem die Spezifität und Sensitivität anhand von Fäkalproben aus diesem Gebiet bestimmt wird. Von den bisherigen Markersequenzen abweichende und abundante Zielsequenzen werden in den Ansatz integriert (Modul B1). Schließlich wird die Anwendbarkeit des auf die CE-Region erweiterten und standardisierten QMST BacH/R Ansatzes im Rahmen des Joint Danube Survey 2007 (Internationalen Kommission zum Schutz der Donau), demonstriert (Modul B2). Die Realisierung des vorgeschlagenen QMST BacH/R Kit Prototyps eröffnet neue Perspectiven im Bereich der Kontrolle und Überwachung der mikrobiologischen Wasserqualität. Sie bildet daher den ersten Schritt in Richtung kommerzieller Produkte der fäkalen Verursacheridentifizierung im gesamten Bereich des Wasserressourcenmanagement.