DNA-Barcoding in human- und tierpathogenen Pilzen

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Kilian Geiger
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1 DNA-Barcoding in human- und tierpathogenen Pilzen

2 Gliederung 1.Namensgebung bei Pilzarten 2.DNA-Barcoding mit der ITS-Region 3.ITS-Region 4.Voreile der ITS-Region 5.Nachteile der ITS-Region 6.ISHAM 7.Fazit 8.Quellen

3 Namensgebung bei Pilzarten früher: morphologisch, über Stoffwechsel unterschiedliche Namen, abhängig vom morphologischen Stadium ihrer sexuellen oder asexuellen Vermehrung Asexuelle Form: Candida kefyr Sexuelle Form: Kluyveromyces marxianus Der selbe Organismus! Kluyveromyces marxianus

4 aufgrund der Doppelnamigkeit oft nicht eindeutig, dass es sich um ein und den selben Pilz handelt auf molekulargenetischer Ebene kein Unterschied zwischen den Stadien Artikel 59 des Codes der botanischen Nomenklatur für die dualen Namen der Pilze abgeschafft One fungus one name

5 bereits etablierte Namen für Pilze und Krankheiten dadurch gefährdet molekulare Diversität führt zu einer steigenden Zahl an klinischen relevanten Pilzen sowie Änderung des Konzepts der bestehenden Taxa mit Hilfe molekularer Verfahren konnte aufgeklärt werden, dass viele klinisch wichtige Arten wie Aspergillus fumigatus, Coccidioides immitis, Exophiala jeanselmei und Sportothrix schenkii über zahlreiche molekulare Geschwister verfügen müssen nun taxonomisch eingeordnet werden

DNA-Barcoding mit der ITS-Region DNA-Barcoding ist ein Verfahren, bei dem kurze (500-800 bp), standardisierte Nukleinsäuresequenzen (=Barcodes) mit

6 DNA-Barcoding mit der ITS-Region DNA-Barcoding ist ein Verfahren, bei dem kurze ( bp), standardisierte Nukleinsäuresequenzen (=Barcodes) mit Referenzsequenzen von gut identifizierten Arten verglichen werden (mittels PCR) für human- und tierpathogene Arten: ITS-Region der rdna (internal transcribed spacer)

7 ITS-Region

8 Vorteile der ITS-Region 1.Verfügbarkeit von universellen Primern, die in der Lage sind, an der DNA der meisten Pilz- Arten zu binden 2.Hohe Diversität innerhalb der ITS-Sequenz 3.Multi-Copy-Gen erhöht die Amplifikationseffizienz, sogar bei Proben mit geringer DNA- Konzentration 4.relativ kurze Länge schnell; für DNA-Barcoding geeignet

9 Nachteile der ITS-Region gattungsspezifische Primer der ITS-Region amplifizieren nicht nur die ITS-Region von Pilzen, sondern auch von Pflanzen und Tieren noch unklar, wie stark abgrenzend die Primer bei phylogenetisch eng verwandten Geschwisterarten wirken, da die Unterschiede zw. Arten oftmals nur bei einigen Nukleotidpositionen liegen

10 ISHAM International Society for Human and Animal Mycology überwachen den Prozess der Namensgebung und -änderung bei medizinisch relevanten Pilzarten

11 1.eine medizinische Barcode-Datenbank erstellen, in der bereits vorhandene pilzgruppenspezifische Datenbanken integriert sind 2.Anzahl der qualitätsgesteuerten ITS-Sequenzen zu erhöhen, um alle med. relevanten Pilzarten abzudecken 3.den Wert von ITS als Barcode auf inner- und intraartlicher Ebene abschätzen 4.die Ergebnisse an GenBank und andere Referenzdatenbanken übermitteln

12 3200 komplette ITS-Sequezen für 524 Pilzarten ermittelt Längen der ITS-Sequenzen bp, durchschnittlich 503 bp

13 Fazit ITS-Region bis jetzt der effektivste Barcode zum DNA-Barcoding von Pilzen leicht amplifizierbar für viele Taxa anwendbar leicht zu sequenzieren

14 aber: nicht für alle Art-Komplexe und Geschwisterarten anwendbar: entweder sind diese nicht ausreichend untersucht oder die ITS-Region ist unzureichend variabel sekundäres Barcoding, z.b. mit Proteinkodierenden Genen nötig

15 Anhang Taxonomy of medically important fungi in the molecular era. G. S. de Hoog, G. Haase, V. Chaturvedi et. al., The Lancet, Vol. 13, S (2013) DNA barcoding of fungi causing infections in humans and animals. L. Iriny, M. Lackner, G. S. de Hoog, W. Meyer, Fungal Biology, Ausgabe 120, S (2016) Abbildungen: 1: yeasts.html 2: 3:

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