Die „Amerikanische Faulbrut“ kann ganzen Bienenvölkern in kurzer Zeit den Garaus machen und richtet alljährlich große Schäden in der Imkerei an. Der Befall entsteht durch die Infektion mit dem Sporen bildenden Bakterium Paenibacillus larvae und befällt nur die junge Brut: Ammenbienen füttern die jungen Larven und stecken sie so mit Bakteriensporen an. Befallene Stöcke müssen im Ernstfall vernichtet werden, um eine weitere Verbreitung einzudämmen. Durch rechtzeitiges Erkennen kann ein Imker gefährdete Bienenstöcke frühzeitig behandeln und den Ausbruch der Krankheit verhindern.
Ausgezeichnetes Konzept
Ein Team aus jungen Naturwissenschaftlern der Uni Graz und TU Graz setzte sich mit der Problematik auseinander und entwickelte ein Konzept für einen Biosensor, der die Diagnose der Faulbrut wesentlich vereinfachen soll. Beim internationalen Forschungswettbewerb „international Genetically Engineered Machine"(iGEM) – einem renommierten Wettbewerb aus dem Bereich der Synthetischen Biologie – wurde das Konzept und der Machbarkeitsnachweis jüngst mit einer Goldmedaille und zwei Hauptpreisen (Best Diagnostic Project, Best Integrated Human Practices) ausgezeichnet.
Bei Früherkennung kann der Imker handeln
Dem "Beeosensor“ reicht eine flüssige Probe vom Mageninhalt einer Biene – diese wird auf einen Elektronik-Chip aufgetragen. „Die Faulbrut-Bakterien sind immer in einer geringen Konzentration im Bienenstock enthalten“, erklärt Molekularbiologe und Team-Instructor Henrik Seyfried. Diese und deren Sporen binden sich auf der Oberfläche des Elektronik-Chips an immobilisierten Phagen – hoch spezifischen Viren, die sich rein auf Bakterien spezialisiert haben – an.
Wenn ein Stromfluss durch dieses Bakterienfeld geleitet wird, kann der veränderte Widerstand gemessen werden. Damit kann auf die Konzentration der Faulbrut-Bakterien geschlossen werden. „Wenn der Imker früh genug sichere Informationen über das Vorhandensein der Sporen und Bakterien erhält, kann er billige und nachhaltige Maßnahmen ergreifen, um die Selbstheilung der Bienen zu unterstützen“, erklärt Seyfried den Nutzen des „Beeosensors“.
Partner gesucht
Die grundsätzliche Funktion des Diagnoseverfahrens wurde bereits belegt; nun sucht das Team Partner aus der Industrie, die die Entwicklung eines solchen „Beeosensor“ weiter unterstützen wollen. Um den Einsatzbereich zu vergrößern, wollen einige Studierende zudem weiter an der Sporen-Phagen-Bindung forschen.