Stempeltechnik

Die Stempeltechnik dient in der Mikrobiologie dazu, Bakterienkolonien von einem Nährmedium in ein anderes zu übertragen (kopieren). Joshua Lederberg wandte diese Technik zuerst an.

Durchführung

Mit einem sterilen Samtstempel wird ein Abdruck des Ausgangsnährmediums genommen. Drückt man diesen Stempel nun auf einen oder mehrere weitere Nährmedien, so werden die Kolonien in der gleichen Anordnung auf das neue Nährmedium übertragen. Bakterien einer Kolonie sind relativ nah miteinander verwandt. Einige Bakterien haften am Samt des Stempels und lösen sich am neuen Nährmedium wieder. Dadurch bildet sich auf diesem eine neue Kolonie, die mit der Ausgangskolonie sehr nah verwandt (nahezu identisch) ist.

Anwendungsbeispiele

Mangelmutanten

Mangelmutanten sind Bakterienstämme, die im Gegensatz zu ihrem Wildtyp nicht in der Lage sind, eine Aminosäure selbst zu synthetisieren. Um einen Mangelmutanten-Bakterienstamm zu erzeugen bzw. zu isolieren ist es zunächst sinnvoll, eine hohe Mutationsrate zu induzieren, indem man Wildtypen einem wirkungsvollen Mutagen (z. B. UV-Strahlung) aussetzt. Daraufhin streicht man den Bakterienstamm auf einen Minimalnährboden. Im Gegensatz zu dem Wildtyp sind die Mangelmutanten nicht in der Lage, sich auf diesem Nährboden zu vermehren, da sie mindestens eine Aminosäure nicht selbst synthetisieren können. Das reicht aus, um das Wachstum auf diesem Nährboden zu unterbinden. Wenn man nun ein Antibiotikum wie Penicillin hinzugibt, das nur wachsende Bakterien abtötet, tötet dieses die Wildtyp-Bakterien ab, da diese sich im Wachstum befinden und nur die Mangelmutanten überleben.

Nun kommt der „Stempel“ ins Spiel, dessen Stempelfläche aus sterilem Samt besteht.

Man überstempelt die Bakterien auf einen von mind. 20 Vollnährböden, wo sie sich vermehren können, da nun alle 20 Aminosäuren vorhanden sind die Bakterien für lebensnotwendige Syntheseprozesse benötigen.

Von den 20 Vollnährboden werden die Mangelmutanten auf je einen weiteren Nährboden gestempelt, dem jeweils nur eine bestimmte Aminosäure fehlt (z. B. Ala, Phe, Met …). Dies nennt man Replika-Plattierung.

Nun kann man erkennen, welchen Bakterien welche Aminosäure fehlt, und wenn man die Nährböden vergleicht, kann man sehen, wo welche Mangelmutanten sitzen. Um sie zu isolieren, muss man die Mangelmutanten nur noch auf einen anderen Nährboden übertragen, der die fehlende AS besitzt, damit sie sich auf ihm vermehren können.

Resistente (transgene) Stämme

Bei der Erzeugung transgener Bakterien in der Gentechnik ist die Erfolgsquote relativ gering und die erzeugten transgenen Bakterienstämme müssen isoliert werden. Pflanzt man mit dem eingesetzten artfremden Gen auch eine Antibiotikaresistenz ein (zum Beispiel gegen Methicillin), so lassen sich transgene Bakterienstämmt leicht isolieren. Liegen auf einem Nährmedium mehrere Kolonien vor, unter denen sich eine transgene Kolonie befinden könnte, so stempelt man eine Kopie mit allen Kolonien auf einen mit dem Antibiotika (in diesem Fall Methicillin) versetzten Nährboden. Jede auf diesem Nährboden Wachstumsfähige Kolonie enthält die gewünschten transgenen Bakterien.