Undervisningsmaterialer
Laboratoriemetoder
I undervisningsforløbet DNA & liv, samt projektet DNA på FORKANT, er elever med til at indsamle og analysere miljøDNA-prøver vha. real time PCR-analyser. I DNA på FORKANT har eleverne også mulighed for at ekstrahere DNA'et fra den indsamlede miljøDNA-prøve. Det ekstraherede DNA bruges til selve real time PCR-analysen.
Her kan du læse mere om de forskellige laboratoriemetoder og finde ekstra materialer omkring teoretisk og praktisk brug af metoderne.
MiljøDNA
MiljøDNA er en betegnelse for DNA udvundet fra et bestemt miljø. Oftest bruges betegnelse eDNA (environmentalDNA) om samme begreb. MiljøDNA kan bruges til at påvise organismers tilstedeværelse på baggrund af deres DNA-spor, idet alle levende organismer udskiller DNA. MiljøDNA-metoden har været brugt til at undersøge mange forskellige miljøer heriblandt luft, jord, vand, is, sedimenter, husstøv og afføring.
Metoden bruges til at undersøge tilstedeværelse af organsimegrupper og endda adskille organismer til artsniveau. Dette gør metoden særdeles velegnet til brug i overvågning og kortlægning af arters udbredelse - særligt arter, som har et interessant fokus, bl.a. sjældne eller problematiske arter. En af metodens mange fordele er, at det kun er nødvendigt med en enkelt prøve fra det pågældende miljøsubstrat for at undersøge artens tilstedeværelse.
I projektet bag DNA & liv undersøges DNA-spor fra vandprøver. Vandprøverne filtreres igennem et Sterivex-filter, hvor en membran i filterenheden sørger for at tilbageholde celle- og DNA-materiale. Efter filtrering konserveres DNA'et med 96% ethanol inden senere DNA-ekstraktion.
Brug af miljøDNA
Se mere om kortlægning af biodiversitet med miljøDNA fra rådgivende ingeniørvirksomhed Niras...
Vildt Naturligt med Eva Egelyng Sigsgaard - "Mørkt" DNA driller biodetektiver...
DNA-ekstraktion
For at arbejde videre med miljøDNA-prøven er det nødvendigt at udtrække det indsamlede DNA, som er bundet i filtermembranen. Dette gøres ved en DNA-ekstraktion eller DNA-opresning, hvor filtermembranen behandles med reagenser, der lyserer cellerne og frigør dem fra membranen. Samtidig tilsættes en protease der hjælper med at frigøre og stabilisere DNA'et, så det ikke nedbrydes af forskellige nukleaser eller lignende enzymer.
Væsken, der er en blanding af cellerester, DNA, proteiner og andre kemiske komponenter, oprenses, så DNA-prøven bliver så ren som muligt. Dette gøres typisk vha. en række kromatografiske trin, hvor væsken filtreres, kombineret med en membran, der binder eller frigør DNA afhængigt af det kemiske miljø.
Vejledninger til forsøg med DNA-ekstraktion
Find DNA fra et hindbær i dette forsøg fra Videnskabsklubben...
DNA-ekstration fra bær og frugt i forsøg fra Biotech Academy...
Forsøgsvejledning til DNA-oprensning Genetikbogen B+A, Nucleus Forlag...
Real-time PCR-analyse
Real time PCR bygger på principperne fra normal PCR. Der laves en en blanding af reagenser, som skal bruges i selve reaktionen. Denne blanding kaldes en mastermix, og består af primere, probe, Taq Polymerase, nukelotider, buffer og vand. I undersøgelser, hvor der ledes efter DNA-spor fra specifikke arter, bruges primere og probe, som er specifikt designet til kun at reagere med den pågældende arts DNA.
Mastermixen tilsættes de DNA-prøver, man vil undersøge. I dette tilfælde tilsættes mastermix til miljøDNA-prøven. Derudover tilsættes mastermix og til to andre prøvetyper - en positiv kontrolprøve og en negativ kontrolprøve. Den positive kontrolprøve indeholder DNA ekstraheret fra væv fra den gældende art, mens den negative kontrolprøve blot indeholder vand.
Videoer om PCR og real-time PCR
PCR forklaret af biologilæren Claus Faaborg...
Metoder til real-time PCR fra Biotech Academy...
Tekster om real-time PCR
Videoguides til laboratoriemetoder
- Pipettetræning
- Åbning af Sterivex-filter
- Måling af DNA-koncentration med Qubit fluorometer
- Håndtering af qPCR-protokol
Artikler og medier
Find populærvidenskabelige og videnskabelige artikler samt links til TV-klip, radioudsendelser og videoer.
Populærvidenskabelige artikler
- »Vi var forbløffede«: Danske forskere lykkes med at fange DNA i luften, Mette Mølgaard, Videnskab.dk 2022.
- DNA fra over 400 insektarter fundet i en enkelt tepose, The Scientist, Videnskab.dk 2022.
- Forskere hiver DNA ud af vandløb - og nu er de på sporet af nye insektarter i Danmark, Niklas Asp Nielsen, Videnskab.dk 2021.
- Lakes, labs and learning, Uffe Wilken, K-12 STEM education, oktober 2018.
- MiljøDNA: På jagt efter spor af liv, Marie Rathcke Lillemark, Biofag nr. 4, september 2017.
- "Man skal æde sig selv", Iinterview med Post Doc Kristine Bogmann, Marie Rathcke Lillemark, Biofag nr. 4, september 2017.
- "Derfra var der ingen grænser. Derfra var verden åben.", Interview med Post Doc Phillip Francis Thomsen, Marie Rathcke Lillemark, Biofag nr. 4, september 2017.
- DNA-detektiver finder spor af truet fisk, Lasse Foghsgaard. Januar 2015. Politiken.
- Miljø-DNA kan revolutionere bevarelsen af truede dyr, Kristian Sjøgren, juni 2014. Videnskab.dk.
- Et snapseglas vand afslører hele søens liv, Niels Ebdrup, december 2012. Videnskab.dk.
- Wildlife forensics turns to eDNA, Kathiann M. Kowalski, 17 November 2015.
TV, radio og video
- DNA-detektiver opsporer sjældent liv, Specialestuderende Jos Kielgast, PhD-studerende Philip Francis Thomsen, og Professor Eske Willerslev. Videnskabens Verden, P1. 31. januar 2012.
- What is environmental DNA (eDNA)?, EnviroDNA, YouTube.
- Lad os kalde dem fisk, Peter Rask Møller, kurator fra Statens Naturhistoriske Museum. Vildt Naturligt 4. september 2023.
- "Mørkt" DNA driller bio-detektiverne, Eva Egelyng Sigsgaard, adjunkt, Institut for Biologi på Aarhus Universitet. Vildt Naturligt 4. september 2023.
Videnskabelige artikler
Vær opmærksom på, at de videnskabelig artikler kan have en betalingsmur for adgang.
- Exploring the potential of extreme citizen science with Danish high school students using environmental DNA for marine monitoring. Leerhøi F, Rytter M, Lillemark MR, Randeris B, Rix C, Olesen J, Olsen MT, Møller PR, Lundholm N, Knudsen SW and Tøttrup AP (2024) . Front. Mar. Sci. 11:1347298.
- Detection of environmental DNA from amphibians in Northern Europe applied in citizen science. Knudsen, S. W., Hesselsøe, M., Rytter, M., Lillemark, M. R., Tøttrup, A. P., Rahbek, C., Sheard, J. K., Thomsen, P. F., Agersnap, S., Mortensen, P. B., & Møller, P. R. (2023). Environmental DNA, 00, 1–20.
- Citizens in the Lab: Performance and Validation of eDNA Results. Tøttrup, AP, Svenningsen, L, Rytter, M, Lillemark, MR, Møller, P, Knudsen, SW. 2021. Citizen Science: Theory and Practice, 6(1): 35, pp. 1–12.
- Airborne environmental DNA for terrestrial vertebrate community monitoring. Lynggaard, C., Bertelsen, M.F., Jensen, C.V., Johnson, M.S., Frøslev, T.G., Olsen, M.T., Bohmann, K., 2022. Airborne environmental DNA for terrestrial vertebrate community monitoring. Current Biology 32, 701-707.e5.
- Monitoring endangered freshwater biodiversity using environmental DNA. Thomsen PF, Kielgast J, Iversen LL, Wiuf C, Rasmussen M, Gilbert MT, Orlando L, Willerslev E. 2012. Molecular Ecology 21, 2565-2573.
- Ancient and modern environmental DNA. Mikkel Winther Pedersen, Søren Overballe-Petersen , Luca Ermini , Clio Der Sarkissian , James Haile , Micaela Hellstrom , Johan Spens , Philip Francis Thomsen , Kristine Bohmann , Enrico Cappellini , Ida Bærholm Schnell , Nathan A. Wales , Christian Carøe , Paula F. Campos , Astrid M. Z. Schmidt , M. Thomas P. Gilbert , Anders J. Hansen , Ludovic Orlando , Eske Willerslev. 2015. Philisophical Transactions B. Biological Sciences.
- Harnessing DNA to improve environmental management. Kelly RP, Port JA , Yamahara KM, Martone RG, Lowell N, Thomsen FP, Mach ME, Bennett M, Prahler E, Caldwell MR, Crowder LB. 2014. Science 344, 1455-1456.
- Monitoring of noble, signal and narrowclawed crayfish using environmental DNA from freshwater samples. Agersnap S, Larsen WB, Knudsen SW, Strand D, Thomsen PF, Hesselsøe M, et al. 2017. PLoS ONE 12(6).
- Species-specific detection and quantification of environmental DNA from marine fishes in the Baltic Sea. SW Knudsen, RB Ebert, M Hesselsøe, F Kuntke, J Hassingboe, PB Mortensen, PF Thomsen, EE Sigsgaard, BK Hansen, EE Nielsen, PR Møller. 2019. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, Volume 510.
