Vonalkód alapú fajazonosítás
A DNS-alapú fajazonosítás, vagyis a DNS-barcoding napjainkban széles körben alkalmazott módszer a biológiában. Az eljárás egy rövid DNS-szakasz vizsgálatán alapul, amely „genetikai vonalkódként” szolgál az élőlények meghatározásában, hasonlóan ahhoz, ahogyan az üzletekben egy vonalkóddal azonosítják a termékeket. Ez a módszer célravezető lehet olyan élőlények meghatározásában, amikor a klasszikus módszerekkel végzett határozás nehéz, bizonytalan vagy egyenesen lehetetlen.
A hagyományos fajazonosítás az anatómiai bélyegek vizsgálatára épül, emiatt bizonyos esetekben nehezen alkalmazható. Sok faj rendkívül hasonló megjelenésű, így még tapasztalt szakemberek számára is nehéz elkülöníteni őket. A nemi dimorfizmus (hím és nőstény egyedek testi különbségei) vagy az eltérő fejlődési alakok szintén megnehezítik a pontos meghatározást. Növényi minták vizsgálatakor a helyzet még összetettebb: előfordulhat, hogy csupán mikroszkopikus méretű rovarmaradvány (például egy rovarláb vagy egy beszakadt szipóka) kerül a mintába. Ezek jelenléte a mintavételkor gyakran észrevétlen marad, ugyanakkor elegendő DNS-t tartalmazhatnak ahhoz, hogy molekuláris módszerekkel kimutathatók legyenek.
Egy kanadai kutató, Paul Hebert alkalmazta először a DNS-barcoding koncepcióját 2003-ban, ezzel új irányt adva a molekuláris taxonómiának. A módszer alapja, hogy minden faj rendelkezik egy rá jellemző, egyedi DNS-szakasszal. Az eljárás a DNS olyan részeinek vizsgálatára épül, amelyek a különböző fajok között kellően eltérőek ahhoz, hogy megkülönböztethetők legyenek, ugyanakkor az adott faj egyedein belül nagyrészt azonosak.
Jelenleg nem ismert olyan univerzális DNS-szakasz, amely minden élőlénycsoport esetében egyformán alkalmazható lenne vonalkódként, ezért a különböző rendszertani csoportokban eltérő genetikai markereket használunk. Rovarok esetében a leggyakrabban alkalmazott barcode-régió a mitokondriális DNS-ben található COI gén, amely a citokróm c-oxidáz I. alegységét kódolja. A mitokondriális DNS előnye, hogy sejtenként nagy számban van jelen, így kis mennyiségű vagy részben sérült mintából is sikeresen vizsgálható. A COI gén szekvenciája elegendő változatosságot mutat a fajok között, miközben fajon belül viszonylag stabil, így ideális eszköz a fajszintű azonosításhoz.
A DNS-barcoding első lépéseként a vizsgált mintából DNS-t vonunk ki. Ezt követi a polimeráz láncreakció (PCR), amely során a kiválasztott vonalkódrégiót specifikus primerek segítségével sokszorozzuk. A PCR-termék nukleotidsorrendjét Sanger- szekvenálással azonosítjuk. A kapott szekvenciát ezt követően nemzetközi adatbázisokban tárolt COI-szekvenciákhoz hasonlítjuk. Ez alapján megállapítható, hogy a vizsgált minta mely fajhoz tartozik.
A DNS-barcoding alkalmazható természetvédelmi vizsgálatok során inváziós fajok kimutatására vagy akár élelmiszerek összetevőinek ellenőrzésére is. Kutatásunkban ez a módszer különösen fontos, mert lehetővé teszi, hogy növényi mintákban kimutassuk a rejtett rovarmaradványokat és így pontosabb képet kapjunk a nagy áteresztőképességű szekvenálás során azonosított, rovarokhoz köthető vírusokról.
