Hoe lang blijft eDNA bewaard?

Foto A toont een permafrost bodemlaag, een koud, droog milieu met ijs dat niet ontdooit, waardoor (e)DNA hierin lang bewaard blijft. Foto B toont een aquatisch milieu, waarin (e)DNA juist snel afbreekt.

Regelmatig krijgen wij de vraag hoe lang eDNA in de omgeving in goede kwaliteit bewaard blijft. Als er geen eDNA van een bepaalde soort aangetoond wordt, is de soort dan echt niet aanwezig in het onderzochte gebied? Of is het DNA snel afgebroken? Andersom kan eDNA in sommige gevallen zelfs na jaren nog onderzocht worden. Het DNA van een bepaalde soort kan dan aangetoond worden terwijl deze wellicht al lang niet meer aanwezig is op de locatie. Hoe dat nu precies zit, verschilt sterk per situatie en per monster type.

Omgevingsfactoren zijn bepalend
DNA blijft het beste geconserveerd bij koude en droge omstandigheden. Het meest extreme voorbeeld hiervan in permafrost, waarin DNA zeer lang bewaard kan blijven. Daarentegen breekt DNA in vochtige omstandigheden, in en rond het aquatisch milieu, al binnen een tijdsbestek van enkele uren tot drie weken volledig af.

Bij eDNA monsters wordt onderscheid gemaakt tussen DNA in intacte cellen en losse moleculen afkomstig van beschadigde cellen. DNA in intacte cellen is redelijk beschermd. Echter, zodra DNA is ‘losgelaten’ in de vrije omgeving begint het snel te degraderen. Dit wordt veroorzaakt door biotische factoren, zoals bacteriën, schimmels en allerlei enzymen die het DNA in stukjes opbreken, of door abiotische factoren, zoals UV-straling, temperatuurverschillen en de invloed van zuren en basen. Deze omstandigheden bepalen dus of het DNA slechts kort, of langer bewaard zal blijven.

DNA conserveren
Om DNA na het verzamelen te conserveren kan gebruikt gemaakt worden van:

• Koelen – biologische processen die DNA afbreken vinden dat niet of vertraagd plaats
• Conserveren in ethanol – micro-organismen gaan dood in ethanol, waardoor het DNA geconserveerd blijft
• Conserveren in buffers, soms zelfs bij kamertemperatuur – sommige buffers/ zeepachtige oplossingen zijn zo effectief dat deze zelfs bij kamertemperatuur biologische activiteit belemmeren, waardoor DNA geconserveerd blijft

Twee voorbeelden        
Voor de beeldvorming geven wij jullie graag de voorbeelden van twee uitersten. Projecten waarbij de aanwezigheid van eDNA duidelijk duidt op de huidige aanwezigheid van de soort, zijn bijvoorbeeld onderzoeken naar de aanwezigheid van de grote modderkruiper. Het gaat daarbij om een aquatische soort en DNA degradeert snel in het water: met een paar dagen is het meestal geheel afgebroken en niet meer te detecteren.

Bij een onderzoek naar de bastaardmodderkruiper in Nederland hebben we gebruik gemaakt van zeer oud DNA. Bij dit onderzoek is DNA van museumexemplaren van tientallen jaren oud onderzocht. Museum exemplaren zijn geschikt om monsters te nemen van DNA dat goed bewaard is gebleven over langere tijd, omdat musea hun voorwerpen vaak in koele, droge omgevingen bewaren. In dit geval, echter, is het monster verzameld uit oude weefselmonsters van exemplaren die bewaard werden in ethanol. Je kunt hier meer lezen over dit onderzoek.

Neem gerust contact op voor vragen over eDNA of het gebruik maken van de mogelijke toepassingen.