Biomarker in der Bachforelle zur Erfassung toxischer Chemikalienwirkungen in Gewässern

Biotests machen es möglich, die Effekte aller vorhandenen Schadstoffe auf Organismen zu messen. Eine neue Entwicklung in diesem Bereich sind molekulare Biomarker-Methoden, mit denen die komplexe Wirkung von Umweltschadstoffen auf freilebende Lebewesen besser verstehen lässt. Besonders vielversprechend ist die Analyse der Genexpression, die auf der Messung von Boten-RNA (mRNA) beruht: Die Bildung von mRNA stellt in Zellen einen ersten Schritt auf dem Weg vom Gen zum Protein dar. So lassen sich Effekte feststellen, die zwar nicht direkt zum Tod des Organismus führen, jedoch eine wirkungsspezifische Stressantwort auslösen und den Organismus langfristig schädigen können.

Für die Entwicklung einer molekularen Biomarker-Methode für Bachforellen, wurden in einer Pilotstudie eine Reihe von Fischgenen ausgewählt, die für die zelluläre Stressantwort verantwortlich sind. Es wurde geprüft, ob sie sich dazu eignen, die Gewässerqualität unterhalb von Abwasserreinigungsanlagen (ARA) zu überwachen. In der Studie wurde sehr erfolgreich ein sensitives molekulares Set von Biomarkergenen für die Bachforelle etabliert. Die Analyse der mRNA-Expression in der Leber zeigt aussagekräftige standortspezifische Unterschiede. Nun sollen ausserdem Veränderungen dokumentiert werden, die sich dadurch ergeben, dass der ARA-Ablauf seit kurzem nicht mehr in den untersuchten Bach eingeleitet oder durch eine vierte Reinigungsstufe behandelt wird. Ausserdem wurde der molekulare Fischtest auf der ARA Neugut eingesetzt, um verschiedene biologische Nachbehandlungsmethoden der Ozonung auf ihre Reinigungswirkung zu prüfen. 

Publikationen

Schlussbericht: Wirkungsorientierte Gewässerüberwachung: Biomonitoring mit Forellen