FORSCHUNG & ENTWICKLUNG

Stand der Technik

Der genetische Fingerabdruck stellt heutzutage das am häufigsten genutzte und zuverlässigste Identifikationsverfahren da, indem ein DNA-Profil ermittelt wird, welches in höchstem Maße charakteristisch für jedes einzelne Individuum ist. Basierend auf der PCR-Methode, werden bei einem klassischen genetischen Fingerabdruck repetitive DNA Sequenzen, sogenannte Mikrosatelliten, vervielfältigt und entsprechend ihrer Wiederholungsmuster einem Genotyp zugeordnet. Häufig werden zudem vererbte Einzelnukleotidpolymorphismen zur Genotypisierung herangezogen. Sowohl forensische wie auch Verwandtschafts- und Abstammungsbegutachtungen basieren auf dem unterschiedlichen Polymorphiegrad mehrerer solcher Mikrosatelliten- und/oder SNP-Marker. Diese werden als Beweis in Strafprozessen vor Gericht weltweit anerkannt, finden Anwendung in der kommerziellen Zucht oder bilden Grundlagen in der Forschung. 

Während für den Menschen vielfältige und qualitativ aussagekräftige Mikrosatelliten-Markersätze über Jahrzehnte etabliert wurden, ist das Repertoire an Markern für alle anderen Arten extrem limitiert. Abgesehen von Arten, die im Fokus der großangelegten kommerziellen Tierhaltung sind oder im Zusammenhang von Forschungsprojekten analysiert werden, sieht es für vermeintlich exotische Tierarten besonders schlecht aus. Darüber hinaus sind laut aktuellen Schätzungen bisher lediglich etwa 25% der weltweiten biologischen Vielfalt überhaupt erfasst. 

Das Hauptproblem bei der genetischen Typisierung höherer Organismen besteht derzeit darin, dass nach aktuellem Stand der Technik für jede einzelne Art ein völlig neuer, individueller Gentest entwickelt werden muss. Die Rede ist derzeit von schätzungsweise 9 Millionen Tierarten (https://www.bbc.com/news/science-environment-14616161) und 400.000 Pflanzenarten (https://news.mongabay.com/2016/05/many-plants-world-scientists-may-now-answer/). Spezies-übergreifende Mikrosatellitensysteme, die zudem einen hohen Polymorphiegrad innehaben, sind noch aufwendiger zu entwickeln und umfassen zumeist dennoch nur eine limitierte Anzahl an Spezies. Auch wenn es heutzutage möglich ist komplette Genomdatensätze zu erschwinglichen Preisen zu generieren, ersetzt die Kenntnis der DNA-Sequenz nicht die individuelle Suche, Etablierung und Validierung von Mikrosatelliten-Markersätzen. Die Bestimmung der Identität und/oder dem Verwandtschaftsgrad, stellt angesichts der zahllosen gehandelten Tier- und Pflanzenarten derzeitige Verfahrensweisen daher vor eine technisch, ökonomisch und zeitlich unlösbare Aufgabe.  

Neuentwicklungen von Ark-Biodiversity

Effizienter Artenschutz wird nur möglich sein, wenn ein einzigesanerkanntes Testsystem für alle bekannten und noch unbekannten Arten eingesetzt werden kann. Das revolutionäre Ziel von Ark-Biodiversity ist daher die Entwicklung eines universell einsetzbaren Analyseverfahrens, welches einen genetischen Fingerabdruck für alle höheren Organismen generiert. Wir nennen unser Taxon-übergreifendes DNA-Fingerabdruckverfahren: Universal Fingerprint of Life (UFoL). Bei der Produktentwicklung sind uns folgende Gesichtspunkte besonders wichtig: 

  • Um eine globale Akzeptanz unserer Testergebnisse zu garantieren, müssen polymorphe Mikrosatelliten und Einzelnukleotidpolymorphismen analysiert werden 
  • Die Verwendung eines artenübergreifenden, einheitlichen molekularbiologischen und bioinformatischen Verfahrens ist essentiell, um einheitliche Workflows zu etablieren und die verschiedenen genetischen Fragestellungen zukünftig schnell und kosteneffizient beantworten zu können 
  • Auch wenn wir bei unserem Test auf modernste Sequenzierungsmethoden setzen, um einen maximalen genetischen Informationsgehalt zu erhalten, muss der Test unabhängig von der Verfügbarkeit oder Neusequenzierung kompletter Genomdaten der untersuchten Arten funktionieren  
  • Um unseren Test als zukünftigen Standard zu etablieren, erarbeiten wir ein einheitliches Kennzeichnungs- und Registrierungssystem, welches den gewonnenen genetischen Fingerabdruck jedes Individuums zweifelsfrei, dauerhaft und fälschungssicher festhält 

Der hiermit anvisierte technologische Quantensprung unseres Unternehmens ermöglicht eine weltweite nicht manipulierbare Registrierung aller geschützter und gefährdeter Arten sowie die Rückverfolgbarkeit aller Transaktionen dieser Organismen. Immerhin ist der genetische Code eines Individuums buchstäblich das Einzige, was nicht von einem Tier abgetrennt, verändert oder gefälscht werden kann. Die Methode hat das Potential, als „Gold-Standard“ in einer Vielzahl von Anwendungsformen zu funktionieren und sich als ein von uns verkauftes Kit-Produkt inklusive Auswertungsdatenbank-Lizenz global zu etablieren.