DNA-Chip-basierter qualitativer Schnelltest zur Fischartendifferenzierung
Vielfalt an Fischarten
Verbraucherinnen und Verbraucher können heute – bedingt durch die Globalisierung der Warenströme – aus einer großen Vielfalt an Fischspezies und Meeresfrüchten auswählen. Die genaue Anzahl an Fischarten, die in Deutschland gehandelt werden dürfen, ist dabei gar nicht explizit zu bestimmen. Das Verzeichnis der Handelsbezeichnungen, das die Vergabe der Handelsnamen regelt, erlaubt unter manchen Bezeichnungen den Verkauf sämtlicher in einer Gattung oder Familie zusammengefasster Spezies. Trotzdem muss bei unverarbeiteten oder leicht bearbeiteten Fischereierzeugnissen (wie z.B. Fischfilets) zusätzlich die genaue Spezies mit dem wissenschaftlichen, sprich lateinischen Namen (z.B. Gadus morhua für den heimischen Kabeljau), angegeben sein. Die fischverarbeitenden Betriebe und Händler sind hier in der Pflicht, die richtige Kennzeichnung ihrer Produkte sicherzustellen. Beziehen sie jedoch bereits bearbeitete Rohwaren (z.B. Fischfilets) oder Spezies, die morphologisch nicht eindeutig zu bestimmen sind (z.B. bestimmte Thunfisch- oder Snapper-Arten), so ist eine visuelle Artbestimmung oft unmöglich. Doch falsch gekennzeichnete Fischereierzeugnisse ist nicht nur zum Schaden der Kundinnen und Kunden, sondern auch zu dem der betroffenen Unternehmen. Unter Umständen müssen sie Bußgelder zahlen und teure Rückrufaktionen durchführen, was nicht zuletzt dem Image schadet. Lebensmittelfälschungen erschüttern das Vertrauen der Verbraucherinnen und Verbraucher und das schadet früher oder später der gesamten Branche.
Standard-Technik zur Fischartenbestimmung
Die Standard-Technik zur Bestimmung der Fischart ist die Bestimmung der DNA-Sequenz geeigneter DNA-Marker. Hierzu müssen die DNA-Segmente zunächst über die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) vervielfältigt werden. Anschließend kann die genaue DNA-Sequenz in einer zweiten Reaktion, der sogenannten Sanger-Sequenzierung bestimmt werden. Die Identifizierung der vorliegenden Spezies geschieht schließlich über den Vergleich der DNA-Sequenzen mit einem Sequenzpool in großen Nukleotiddatenbanken wie zum Beispiel der GenBank des National Center for Biotechnology Information (NCBI) in den USA. Diese Analytik wird in der Regel durch spezialisierte Dienstleistungslabore durchgeführt, die über entsprechende Geräte und Expertise verfügen. Es kann bis zu einer Woche dauern, bis das Ergebnis der Speziesbestimmung vorliegt. Zudem ist die Speziesbestimmung relativ teuer, so dass nur wenige Stichproben untersucht werden können. Es fehlen schnelle, einfach zu handhabende und kostengünstige Analysemethoden, die auch in kleineren Laboratorien (z.B. Handels- oder unternehmenseigenen Laboratorien) als Routineuntersuchung durchgeführt werden können.
Forschung am Max Rubner-Institut
DNA-Microarrays (oder DNA-Chips) sind kleine Chip-förmige Trägereinheiten, auf denen zahlreiche DNA-Sonden rasterartig aufgebracht sind, mit deren Hilfe DNA-Moleküle aus einer Probe spezifisch nachgewiesen werden können. Nach entsprechendem Entwicklungsaufwand können sie leicht in Masse produziert werden und stellen schnelle Analysesysteme dar, die einfach zu handhaben sind und die simultane Detektion mehrerer Tierarten ermöglichen. In einem durch die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) geförderten Projekt soll eine DNA-Microarray-basierte Analysemethode für die Bestimmung der zehn für den deutschen Markt bedeutendsten Fischarten sowie zweier hochpreisiger Garnelenspezies entwickelt werden. Diese Methode soll eine einfache und schnelle Alternative zum heutigen Goldstandard der DNA-Sequenzierung darstellen. Durch den Verzicht von technisch aufwändigen Geräten bietet sie die Möglichkeit, in den für die Qualitätskontrolle beauftragten Handelslaboratorien oder ggf. direkt in den fischverarbeitenden Unternehmen eingesetzt zu werden.