Använder DNA-analys för miljöövervakning

NYHET

Publicerad 2017-05-08

Den teknik som används för DNA-sekvensering utvecklas i ett snabbt tempo, och allt fler användningsområden uppstår som ett resultat av detta. Forskare vid KTH och Scilifelab jobbar med använda tekniken dels för att hålla koll på vattenmiljön i Östersjön, dels undersöka kvaliteten på vattnet i rören under Stockholm.

Utvecklingen inom DNA-sekvenseringsteknik har varit enorm de senaste åren och dagens instrument är både mycket snabbare och mindre än tidigare. De minsta motsvarar en vanlig mobiltelefon i storlek, och även prislappen liknar den hos mobilen.

Anders Andersson, Universitetslektor på KTH och verksam vid Scilifelab, berättar att han forskar om hur tekniken ska kunna hålla koll på hur Östersjön mår.

– Vi använder oss av DNA-sekvensering för att se vilka mikroorganismer som finns i vattnet. Sammansättningen, alltså vilka mikroorganismer och vilken mängd, berättar hur Östersjön mår. Sammansättningen beror nämligen på vilken typ av mat och vilka näringsämnen som finns i vattnet, det som mikroorganismerna lever av, samt på kemiska faktorer som salthalt och syrehalt.

Tekniken kan avläsa till exempel halter av olika näringsämnen i Östersjön, men också mängden alger, som de vid algblomning och som är giftiga.

Utifrån mikroflorans samansättning kan man alltså avläsa till exempel halter av olika näringsämnen, men också mängder giftiga alger som de vid algblomningar.

Det här gör att man i förlängningen med viss precision kan förutspå när till exempel stora algblomningar kan komma att inträffa, till exempel med en veckans förvarning. Tekniken ger också åtkomst till det Anders Andersson kallar för "mikrobiellt minne".

– Om man tidigare haft ett stort utsläpp av något giftigt i havet, som oljan vid Deepwater Horizon-katastrofen, kan man långt efter att oljan försvunnit fortfarande se signaler i floran av mikroorganismer som berättar att katastrofen ägt rum. Alltså går det att påvisa en miljöolycka långt efter att den skett, till exempel utsläpp av olja eller gifter.

En stor skillnad mot hur mätningar av Östersjöns vatten tidigare utförts är tidsåtgången och kostnaden. Anders Andersson berättar att idag utförs nationella provtagningar av Sveriges hav en gång per månad av bland andra SMHI. Taxonomer bestämmer sammansättningen av plankton i varje prov med mikroskop. Dessa analyser är tidskrävande och är beroende av taxonomens skicklighet. Sekvenseringstekniken gör samma sak billigare och mer reproducerbart.

– De nya billiga och små sekvenseringsmaskinerna skulle i framtiden kunna placeras ute i fält, till exempel fästas på bojar i havet. Uppkopplade via satellit skulle de sedan regelbundet kunna skicka information. Detta i stället för att människor åker ut och tar vattenprover månatligen, prov som sedan ska analyseras i mikroskop.

Det är inte bara vattenmiljön i våra sjöar och hav som kan monitoreras med hjälp av DNA-tekniken. Anders Andersson jobbar också med att använda tekniken på de rör som löper under Stockholms stad.

– Tekniken kan användas för att spåra felkopplingar, till exempel när avloppsvattenrör kopplas ihop med dagvattnet.

En misstänkt men ej verifierad sådan felkoppling tros ha skett under 2010 i Östersund då totalt uppåt 30 000 personer drabbades av parasiten Cryptosporidium hominis. Som ett resultat av detta uppmanades invånarna att koka sitt dricksvatten under närmare tre månaders tid. Vissa människor drabbades flera gånger och 65 personer blev så sjuka att de tvingades till sjukhusvård.

I april 2011 hände samma sak i Skellefteå. Totalt tvingades 42 618 personer att koka sitt dricksvatten i 153 dagar och cirka 20 000 Skellefteåbor blev sjuka av det otjänliga vattnet. Felkoppling misstänktes även här.

– Att sådana här mikroorganismer hamnar i dricksvattnet är allvarligt för folkhälsan, och när avloppsvatten och dagvatten kopplas samman kan organismerna till slut hamna i dricksvattnet.

Anders Andersson konstaterar att en häftig aspekt med tekniken är att det går att kolla varifrån mikroorganismer kommer, till exempel från människa eller hund. Att mindre mängder avföring från hund hamnar i dagvattnet är inget stort problem i sig, men större mängder från människor kan vara ett tecken på problem.

– Över tid sker en tillväxt av aeroba bakterier när avföring hamnar i dagvattnet, och mängden sådana bakterier kan berätta hur långt det otjänliga vattnet färdats och i förlängningen förhoppningsvis en signal om var någonstans i rörnätet som problemet uppstått.

Tekniken skulle i framtiden även kunna användas för att spåra rostiga avloppsrör och dricksvattenrör där det finns risk för kontaminering av dricksvattnet. Media, däribland SVT, har i omgångar konstaterat att exempelvis Stockholms avloppssystem är i uselt skick. Många huvudavloppstunnlar har inte besiktigats sedan de byggdes och allra värst mår avloppsledningarna som lades mellan 1935 till 1960.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Anders Andersson på 073 - 983 89 62 eller anders.andersson@scilifelab.se.

Till sidans topp