Molekularbiologische Daten, insbesondere DNA-Sequenzen, werden für die biologische Systematik, die Ökologie und den Naturschutz immer wichtiger. Weil sich viele der interessantesten Fragestellungen zur Evolution des Lebens und zum Zusammenwirken von Organismen in Ökosystemen ohne solche Daten nicht beantworten lassen, werden diese heute routinemäßig von vielen Arbeitsgruppen erhoben. Die naturkundlichen Sammlungen des Senckenberg Forschungsinstituts und Naturmuseums Frankfurt/M. (SF) beherbergen mit ihren vielen Millionen Sammlungsstücken ein riesiges Archiv für die Grundlagenforschung.
Da DNA bei längerer Lagerung bei Raumtemperatur und ohne geeignete Konservierung degradiert, wird es aber im Laufe der Zeit immer schwieriger und aufwändiger, Daten für molekulare Analysen aus Sammlungsbelegen zu gewinnen. Das DNA-Archiv von SF und dem Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum (SBiK-F) lagert deshalb isolierte genomische DNA von Arten aller Organismengruppen bei Tieftemperaturen und macht sie Wissenschaftler*innen zu Forschungszwecken verfügbar. Die DNA-Bank von SF ist 2007 durch eine Spende der Ernst Max von Grunelius-Stiftung eingerichtet worden und wird seit 2010 von SF und SBiK-F gemeinsam betrieben.
Zu den meisten DNA-Proben liegt auch ein Beleg in den Sammlungen von SF. Informationen zu den Belegen (Namen, Sammellokalität, Sammler, Datum) sind über die Senckenberg Sammlungsdatenbank SeSam abrufbar – aktuell wird an der Umstellung der Sammlungsverwaltung auf das neue Datenbanksystem AQUiLA gearbeitet.
DNA lagern
Nur wenn Nachbestimmungen möglich sind, behalten DNA-Proben und die Ergebnisse molekularer Forschungsprojekte auch in Zukunft einen Wert. Zu DNA-Proben sollen deshalb in der Regel Sammlungsbelege bei der SGN vorliegen.
Vor der Extraktion einer DNA-Probe sollen Sammel- und Lokalitätsdaten in die Sammlungsdatenbank SeSam eingetragen werden. Material, das noch nicht in die Sammlungen der SGN integriert ist oder das sich in auswärtigen Sammlungen befindet, kann in einem separaten Datenbankmodul eingetragen werden.
Die Mitarbeiter*innen der DNA-Bank sind bemüht, Ihnen die Sammlung von DNA- oder Gewebeproben und ihre Einsendung an die DNA-Bank so einfach wie möglich zu machen. Auf dieser Seite finden Sie technische Hinweise zum Sammeln von Proben für DNA-Isolierungen und zur DNA-Isolation.
In den letzten Jahren sind viele verschiedene Verfahren erprobt worden, um DNA in frisch gesammelten Gewebeproben bis zur endgültigen Isolierung zu konservieren. Für verschiedene Organismengruppen haben sich unterschiedliche Verfahren bewährt. Nicht alle sind unter Geländebedingungen an allen Orten durchführbar. Eine Zusammenstellung von Methoden zur Konservierung von Gewebe bis zur DNA-Isolation finden Sie hier. Wir beraten Sie bei Fragen, z. B. zur Vorbereitung von Sammelexpeditionen, auch gerne persönlich. Bitte senden Sie eine E-Mail an dnabank@senckenberg.de.
Auch für die DNA-Isolierung aus unterschiedlichem Ausgangsmaterial gibt es unterschiedliche Verfahren. Die von uns derzeit verwendeten Methoden zur DNA-Isolation sind hier aufgelistet und erklärt. Diese Methoden werden nach unseren eigenen Erfahrungen und den Erfahrungen der Labornutzer laufend angepasst. Genaue Protokolle können Sie auf Anfrage von dnabank@senckenberg.de bekommen.
Vor der Einsendung von Proben an die DNA-Bank füllen Sie bitte das Formular zum Materialeingang aus. Die ausführliche Anleitung beantwortet bereits viele häufig auftretende Fragen. Damit wir Ihre DNA-Proben aufnehmen oder DNA aus Gewebeproben isolieren können, benötigen wir von Ihnen in jedem Fall eine CBD-Erklärung.
Bei Projekten in Zusammenarbeit mit der DNA-Bank wird die DNA-Isolierung normalerweise von der DNA-Bank übernommen. Kontaktieren Sie bitte dnabank@senckenberg.de.
Literaturempfehlungen zu Konservierungsmethoden
Nagy, Z.T. (2010): A hands-on overview of tissue preservation methods for molecular genetic analyses.- Organisms Diversity & Evolution 10: 91-105. DOI 10.1007/s13127-010-0012-4
Gemeinholzer, B., Rey, I., Weising, K., Grundmann, M., Müllner, A.N., Zetsche, H., Droege, G., Seberg, O., Petersen, G., Rawson, D.M. & Weigt, L.A. (2010): Chapter 7 – Organizing specimen and tissue preservation techniques in the field for subsequent molecular analyses.- In: Jutta Eymann, Jérôme Degreef, Christoph Häuser, Juan Carlos Monje, Yves Samyn & Didier VandenSpiegel (eds.): ABC-Taxa (2010) Volume 8 – Manual on Field Recording Techniques and Protocols for All Taxa Biodiversity Inventories; Belgium.
DNA-Proben können von Forscher*innen aus aller Welt für wissenschaftliche Zwecke entliehen werden. Die Proben oder aus der Untersuchung der Proben gewonnene Erkenntnisse dürfen jedoch nicht für kommerzielle Zwecke verwendet werden. Die DNA-Bank erhebt eine Gebühr von 15 Euro je Probe, um Kosten für die DNA-Isolation, den Unterhalt der DNA-Bank und Transportkosten zu decken.
DNA-Proben werden, je nach Organismengruppe und Konservierungsart, mit unterschiedlichen Isolierungsmethoden gewonnen. Die typische Abgabemenge beträgt 20 μL gepufferte DNA-Lösung. Je nach Ausgangsmaterial und Menge der DNA-Probe ist die Abgabe größerer Menge möglich. Schreiben Sie an dnabank@senckenberg.de, um diese Frage zu klären.
Wir bemühen uns um DNA-Proben hoher Qualität. Weil von vielen Organismen nur geringe Mengen Gewebe zur Verfügung stehen, können wir hohe DNA-Konzentrationen nicht immer garantieren. Wenn die Lagerbedingungen von Gewebematerial vor der DNA-Isolation unbekannt sind, können DNA-Proben auch teilweise degradiert sein. Solche Proben sollten nicht für Fingerabdruck-Methoden, wie z. B. AFLP, genutzt werden, weil sie zu nicht reproduzierbaren Ergebnissen führen können.
Über eine Suchmaske können Sie DNA-Proben aussuchen und diese mit einem Bestellformular ordern (siehe unten). Eine Suchanleitung finden Sie ebenfalls weiter unten bei Downloads. Auf Anforderung kann DNA von bisher nicht in der DNA-Bank vertretenen Organismen isoliert werden, soweit geeignetes Sammlungsmaterial bei der SGN vorhanden ist. Kontaktieren Sie hierzu zunächst die verantwortlichen Sammlungsleiter.
Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ist dem Geist der „Convention on Biological Diversity“ verpflichtet. Drucken Sie deshalb bitte das „Material Supply Agreement“ aus, unterschreiben Sie es und schicken Sie es gemeinsam mit dem Bestellformular an uns. Das Formular kann als pdf-Datei hier heruntergeladen werden. Das Material wird normalerweise innerhalb von 3-4 Wochen versandt. Eine Rechnung erhalten Sie separat.
Zitieren Sie die DNA-Bank in Publikationen bitte folgendermaßen:
DNA-Bank of the Senckenberg Research Institute and SBiK-F, Frankfurt/Main, Germany
(URL: www.senckenberg.de/dna-bank)
Abteilungsleiter Botanik und Molekulare Evolutionsforschung und Leiter des Herbarium Senckenbergianum (FR) (beides kommissarisch) sowie Sektionsleiter Kryptogamen
Borsch T, Stevens AD, Häffner E, Güntsch A, Berendsohn WG, Appelhans MS, Ba-rilaro C, Beszteri B, Blattner FR, Bossdorf O, Dalitz H, Dressler S, Duque-Thüs R, Es-ser HJ, Franzke A, Goetze D, Grein M, Grünert U, Hellwig F, Hentschel J, Hörandl E, Janßen T, Jürgens N, Kadereit G, Karisch T, Koch MA, Müller F, Müller J, Ober D, Porembski S, Poschlod P, Printzen C, Röser M, Sack P, Schlüter P, Schmidt M, Schnittler M, Scholler M, Schultz M, Seeber E, Simmel J, Stiller M, Thiv M, Thüs H, Tkach N, Triebel D, Warnke U, Weibulat T, Wesche K, Yurkov A, Zizka G. 2020. A complete digitization of German herbaria is possible, sensible and should be started now. Research Ideas and Outcomes 6: e50675
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Gemeinholzer B, Vences M, Beszteri B, Bruy T, Felden J, Kostadinov I, Miralles A, Nattkemper TW, Printzen C, Renz J, Rybalka N, Schuster T, Weibulat T, Wilke T, Renner SS. 2020. Data storage and data re-use in taxonomy – transforming taxonomy into big data science. Organisms Diversity and Evolution 20: 1–8. https://doi.org/10.1007/s13127-019-00428-w
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Lutsak T, Fernández-Mendoza F, Kirika P, Wondafrash M, Printzen C. 2016. Mycobiont-photobiont interactions of the lichen Cetraria aculeata in high alpine regions of East Africa and South America. Symbiosis 68: 25–37.
Heike Kappes
Technische Assistentin Grunelius-Möllgaard-Labor und DNA-Bank
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