DNA-analys är ett kraftfullt verktyg i många vetenskapliga discipliner, såsom kriminalteknik, veterinärmedicin och livsmedelsanalys. Oavsett om man analyserar DNA från en förövare i ett brottsplatsprov eller bakterie-DNA i livsmedel så är utmaningen densamma: en liten mängd DNA ska analyseras i en smutsig bakgrund.

 

Lab bild

 

Avdelningen för teknisk mikrobiologi (TMB) vid LTH deltar i ett treårigt samarbetsprojekt med totalförsvarets forskningsinstitut (FOI), Livsmedelsverket, Statens veterinärmedicinska anstalt (SVA) och Statens kriminaltekniska laboratorium (SKL), som alla är expertmyndigheter inom DNA-analys. Målet är att tillsammans utveckla förbättrade metoder för analys av små mängder DNA i komplexa provtyper som på olika sätt utmanar den nuvarande metodiken. Projektet finansieras av Myndigheten för samhällskydd och beredskap (MSB).

 

Kärnan i all DNA-analys utgörs av PCR, en metod som kopierar upp DNA-fragment så att de ska kunna påvisas i ett prov. En smutsig bakgrund kan störa PCR-reaktionen. I värsta fall orsakar så kallade PCR-hämmare falskt negativa resultat: DNA kan inte påvisas trots att det finns i provet.

 

Den största delen av metodutvecklingen sker på TMB med hjälp av pre-PCR processing, ett koncept som utvecklats vid TMB. Pre-PCR processing går ut på att optimera och anpassa hela analyskedjan, från provtagning till PCR, till provets egenskaper. Valet av DNA-polymeras, enzymet som utför DNA-kopieringen, är avgörande i sammanhanget eftersom olika polymeras är mer eller mindre motståndskraftiga mot PCR-hämmare. Detta i kombination med olika typer av tillsatser som stabiliserar provet eller oskadliggör PCR-hämmare kan skapa en miljö som tillåter DNA-amplifiering trots en smutsig bakgrund.

 

Trots många liknande frågeställningar spänner myndigheternas behov av förbättrad analysmetodik över en bred skala. FOI önskar förbättra detektionen av bakterier i PCR-hämmande vattenprover genom en optimerad PCR-kemi. TMB har under året som gått tagit fram en analyskemi som hanterar omkring 100 gånger större volym av smutsigt vattenprov, och därmed en avsevärt större mängd av PCR-hämmare, jämfört med metoden som används vid dagens analys.

 

SKL vill förenkla sin extraktionsmetod för DNA på minitejper, som används vid spårsäkring av t.ex. kläder i brottsutredningar. Forskare vid SKL och TMB har tillsammans utvecklat en mer effektiv och rationell extraktionsmetod, som just nu utvärderas vid SKL. Livsmedelsverket har behov av att förbättra detektionen av Norovirus, som orsakar vinterkräksjukan, från stora volymer av råvatten. Då handlar det om RNA-analys, som kräver ytterligare ett analyssteg där RNA görs om till DNA (reverse transcription). SVA:s önskemål är att möjliggöra detektion av sjukdomsframkallande bakterier och virus i djursperma, i syfte att förhindra att sjukdomar sprids via importerad djursperma för insemination. I dagsläget är analysmöjligheterna av spermaprov mycket begränsade eftersom spermans sammansättning tycks försvåra extraktionen av bakterie-DNA.

 

Linda Jansson, e-mail: linda.jansson@tmb.lth.se, forskare vid Avdelningen för teknisk mikrobiologi, LTH

Johannes Hedman, e-mail: johannes.hedman@tmb.lth.se, specialist vid Biologienheten, SKL samt forskare vid Avdelningen för teknisk mikrobiologi, LTH