Mutagenese-Tests

Mutagenese-Tests
Beobachtung der Pollentetraden von Tradescantia am Lichtmikroskop (Foto: Landesagentur für Umwelt, F. Lazzeri, 2010)

Mutagenese-Tests sind einfache, rasch durchführbare Untersuchungen zum Nachweis mutagener Wirkstoffe. Ziel der Untersuchungen ist es, Mensch und Umwelt vor mutagenen Stoffen zu schützen und bei Bedarf entsprechende Maßnahmen zu planen.

Die steigende Schadstoffbelastung in unseren Städten wird größtenteils durch den Verkehr verursacht. Die Umweltagenturen schenken daher dem Problem „Feinstaub“ besondere Aufmerksamkeit und bemühen sich vermehrt um die Überwachung von Luftschadstoffen. Der Feinstaub in der Luft (PM=Particulate Matter) unserer Städte besteht aus einer komplexen Mischung von Schadstoffen, von denen viele als mutagen (= das Erbgut verändernd) oder sogar als krebserregend gelten. Ultrafeine Partikel sind für die Gesundheit besonders gefährlich. Sie besitzen biologische Aktivität und stellen daher eine Bedrohung für die Gesundheit dar. Die Beurteilung des mutagenen Potenzials von Feinstaub, dem die Stadtbevölkerung ausgesetzt ist, ist wegen möglicher Wechselwirkungen zwischen mutagenen und krebserregenden Substanzen von Interesse. Viele mutagene Stoffe können auch krebserregend wirken.

Mutagenese-Tests mit Tradescantia-Pflanzen

Mutagenese-Tests mit Tradescantia-Pflanzen
Tradescantia-Blüten (Foto: Landesagentur für Umwelt, F. Lazzeri, 2011)

Mutagenese-Tests sind genetische Untersuchungen. Mit ihrer Hilfe kann man überprüfen, ob Wirkstoffe Veränderungen im Erbgut auslösen.

Es gibt mehrere Methoden, mit denen man Mutagenese-Tests durchführen kann; dabei kommen unterschiedliche Organismen - unter anderem Bakterien (Ames-Test), höhere Pflanzen und auch tierische Organismen - zum Einsatz. Im Biologischen Labor verwendet man für Mutagenese-Tests die Gattung Tradescantia, eine höhere Pflanze aus der Familie der Commelinaceae. Diese reagiert besonders empfindlich auf in der Luft oder im Wasser vorhandene mutagene Wirkstoffe.

Wie funktioniert der Test mit Tradescantia?

Die abgeschnittenen Blütenknospen werden im Freien unterschiedlich lange (6, 24 oder mehr Stunden) exponiert und nehmen dabei eventuell vorhandene Luftschadstoffe auf. Anschließend werden die Blütenknospen fixiert und am Lichtmikroskop untersucht. Bei Vorhandensein von mutagenen und/oder krebserregenden Stoffen, reagieren die in den Staubblättern der Blütenknospen eingeschlossenen Pollenmutterzellen besonders empfindlich. Wird das Erbgut der Pollenmutterzellen durch Schadstoffe beeinträchtigt, kann man in diesen Zellen neben dem eigentlichen Zellkern einen weiteren, wesentlich kleineren Zellkern erkennen. Dieser entsteht während der ersten Phasen der Zellteilung durch Aufbrechen und Zerfallen der DNA (Desoxyribonucleinsäure). Im Biologischen Labor verwendet man Mutagenese-Tests mit Tradescantia zur Überwachung der Luftgüte in Bozen und längs der Brennerautobahn.

Mutagenese-Test mit der Pflanze Tradescantia

Ergebnisse einer Studie längs der Autobahn A22

Die Luftgüte längs der Brennerautobahn wurde in den Jahren 2000, 2001 und 2002 an vier Probenstellen mittels Mutagenese-Test untersucht. Durch die Exposition von Tradescantia-Blütenknospen war es möglich, die vor Ort vorhandene Luftverschmutzung zu erfassen. Die Test-Ergebnisse wiesen auf das Vorhandensein von genotoxischen Luftschadstoffen hin. Die Untersuchungsergebnisse sind in der Zeitschrift Aqua&Aria, Ausgabe Nr. 9 November/Dezember 2005, veröffentlicht und können beim nachfolgenden Link heruntergeladen werden (in italienischer Sprache).

Kontakt: Biologisches Labor