Spektroskopische Blutanalyse von Eiern soll das Töten männlicher Küken überflüssig machen
Im Bereich Klinisches Sensoring und Monitoring der TU Dresden ist es erstmalig gelungen, mittels Ramanspektroskopie in-ovo, also direkt im befruchteten Hühnerei, das Geschlecht nach nur 72 Stunden Bebrütung zu bestimmen. Das an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus entwickelte Verfahren beruht auf der Untersuchung von Blutgefäßen, die zu diesem Zeitpunkt bereits ansatzweise ausgebildet sind. Mittels Laser wird kontaktlos das Blut analysiert. Die Ramanspektren männlicher Blutzellen weisen gegenüber denen weiblicher Blutzellen geringfügig stärkere Signale im Bereich der Nukleinsäuren auf.
Versuchsaufbau zur Geschlechtsbestimmung im Ei.
Medizinsche Fakultät der TU Dresden / Stephan Wiegand
Allein in Deutschland werden die jährlich bei der Legehennenvermehrung anfallenden rund 40 Millionen männlichen Nachkommen unmittelbar nach dem Schlupf aussortiert und anschließend getötet. Kriterien sind derzeit die Daunenfärbung beziehungsweise Schwungfederentwicklung der Küken.
Ein im Auftrag des Bundesministeriums für Landwirtschaft und Ernährung arbeitender Forscherverbund aus Leipzig und Dresden entwickelt ein Verfahren zur Vermeidung des Tötens der männlichen Eintagsküken. Dazu soll zukünftig am Tag drei der Bebrütung, an dem noch kein Schmerzempfinden der Embryos besteht, das Geschlecht optisch spektroskopisch bestimmt werden.
Der Ansatz der Forscher: Bei einer Raman-Spektroskopie wird monochromatisches Licht, zum Beispiel von einem Laser, auf das Untersuchungsobjekt eingestrahlt und das Spektrum des gestreuten Lichtes analysiert. Ähnlich wie in der IR-Spektroskopie lässt sich aus den Banden des Raman-Spektrums die Struktur von Molekülen eindeutig bestimmen. Nutzt man ultraviolettes (UV) Licht zur Anregung der Ramanstreuung, werden besonders DNA- und Protein-Informationen durch den sogenannten Resonanzeffekt verstärkt. Durch Einsatz von energieärmerem Nahinfrarot-Licht lässt sich jedoch auch dieses Messprinzip für eine in ovo Geschlechtsbestimmung nutzbar machen. Hierzu wird das Ramanstreulicht von Blut etwa 72 Stunden bebrüteter Embryonen registriert und spektral zerlegt. Die Ramanspektren männlicher Blutzellen weisen gegenüber denen weiblicher Blutzellen geringfügig stärkere Signale im Bereich der Nukleinsäuren auf. Diese Signale differieren signifikant und können somit zur Geschlechtsidentifikation herangezogen werden.
In bisherigen Versuchen wurden alle Eier ausgebrütet, um die spektroskopische Signatur von weiblichen und männlichen Eiern zu charakterisieren. Durch vorherige Selektion der Eier mit weiblicher Signatur ist es Forschern an der Medizinischen Fakultät der TU Dresden nun erstmals gelungen, dass nur weibliche Küken ausgebrütet wurden.
Das Forscherteam arbeitet an einer weiteren Erhöhung der Zuverlässigkeit der Geschlechtsbestimmung und einer Optimierung der Schlupfrate. Für den routinemäßigen großindustriellen Einsatz muss die Geschwindigkeit des Verfahrens noch deutlich erhöht werden. Ein weiterer Schwerpunkt der Entwicklung ist die Vollautomatisierung der Selektion. Die Forscher hoffen, dieses Ziel bis Mitte 2017 zu erreichen.
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