DNA se(a)quensen/ DNA se(a)quencing

DNA Se(a)quensen aan boord

Dit jaar wordt er ook onderzoek gedaan naar wat voor rol DNA (de genetische code met informatie over het leven waar een kopie van iedere cel van alle soorten organismen opgeslagen ligt) kan spelen tijdens de IBTS. Op DNA gebaseerde technieken kunnen voor een reeks aan toepassingen worden gebruikt; van soort identificatie tot biodiversiteit bepalingen en zelfs lichamelijke processen zouden kunnen worden afgelezen aan het DNA van een vis. Aan boord van de Tridens worden twee van die toepassingen uitgeprobeerd: de identificatie van soorten door middel van DNA en het bepalen van de biodiversiteit aan de hand van het DNA wat in het zeewater rondzweeft.

DNA Se(a)quencing on board

This year, we also research what role DNA (the genetic code containing the information of life, of which a copy is stored in every cell of all organisms) can play during the IBTS. DNA-based techniques can be used for a variety of applications; from species identification to biodiversity assessments and even physiological processes in fish could be determined from the DNA. Two of these applications are being tested on board the Tridens: the identification of species by means of DNA and the biodiversity assessment based on the DNA floating around in the seawater.

 

Het verwerken van het verkregen DNA aan boord/ Processing the colelcted DNA on board.

         

Environmental (e)DNA

Stel je voor; je neemt een liter zeewater, en aan de hand van deze ene liter kun je aflezen welke vissen er op die plek rondzwemmen. Het klinkt een beetje als een aflevering van een futuristische serie, maar steeds meer metingen laten zien dat het meten van het ‘omgeving’ DNA (eDNA) een goede representatie weergeeft van de soortenrijkdom. Het zou heel cool zijn als we iets kunnen zeggen over de vissoorten en hun hoeveelheden zonder dat we een vis hoeven te vangen! Momenteel is dat op grote schaal nog toekomst muziek, maar we testen dit jaar wel alvast wat voor rol eDNA zou kunnen spelen tijdens de IBTS.

We nemen watermonsters met de CTD carrousel op 5 meter van de bodem, waar het GOV net ook langs komt, en een monster hoger in de waterkolom. Ook worden er watermonsters genomen van het water dat direct van het net met de vangst afkomt. Dit water is heel vissig; vol met schubben, slijm en bloed. Dat water wordt dan gefilterd, en het concentraat aan cellen en los zwevend DNA van vissen dat op het filter achterblijft wordt geanalyseerd in het lab.

Environmental (e)DNA

Imagine; you take a liter of seawater, and based of this one liter you can read which fish species are swimming around on the location of interest. It sounds a like an episode of a futuristic series, but more and more data show that measuring the "environmental" DNA (eDNA) is a good representation of the biodiversity. It would be really cool to measure occurrences and quantities without having to catch a single fish! At the moment, this lays still in the future, but with this study we are already testing what role eDNA could play during IBTS.

We take water samples with the CTD rosette at 5 meters from the bottom, where the GOV net also passes and a water sample in the water column. Water samples are also taken from the water that comes directly from the net. This water is very fishy; full of scales, mucus and blood. That water is then filtered, and the concentrate of cells and loose floating DNA from fish that remains on the filter will be analyzed in the lab. 

De verzamelde zakjes water en de filterunit/The collected bags with water and the filtration unit

Identificatie van vissen met DNA op de boot

Ook hebben we van een aantal vissen monsters genomen om ze op basis van hun DNA te identificeren. Maar ook om de DNA methode uit te testen op de boot. Is het mogelijk om te sequensen (het woord voor DNA ‘meten’) aan boord? Jazeker, terwijl deze blog wordt getypt, staat er een klein apparaatje dat doet denken aan een tablet of grote telefoon de DNA strengen door te meten. Elke 5 minuten geeft het een rapport over de kwaliteit en kwantiteit van het DNA. We hebben soorten als pitvis, gevlekte pitvis zilversmelt en dwergbolk bemonsterd om te analyseren. Daarvoor heb je in principe maar een heel klein stukje staartvin voor nodig. Door middel van verschillende chemische processen wordt het DNA losgeweekt uit het weefsel en cellen van de vissenstaarten schoongemaakt. Nog wat korte extra chemische bewerkingsstappen, en dan is het DNA helemaal klaar om gemeten te worden.  

 Gelukkig lagen we dit weekend voor anker om te schuilen voor een storm in ons te bemonsteren gebied. Daardoor was het niet moeilijk om het experiment uit te voeren. Volgende uitdaging: sequensen in een storm! ;)

 Identification of fish with DNA on the boat

We also sampled a number of fish to identify them based on their DNA. But also to see whether it is possible to do the DNA analysis on the boat. Is it possible to sequence (the word for DNA "measure") on board? Yes you can! While typing this blog, there is a small device that looks more like  a tablet then laboratory equipment to measure the DNA strands. Every 5 minutes it gives a report on the quality and quantity of the DNA. We sampled species such as common dragonet, spotted dragonet, argentine, and poor cod for analysis. In principle you only need a very small piece of tail fin for this. Through various chemical processes, the DNA is separated and cleaned from the tissue and cells of the fish tail. A few short extra chemical processing steps, and then the DNA is completely ready to be measured.

Fortunately, we were anchored this weekend to shelter from a storm in our sample area. This made it easy to conduct the experiment. Next Challenge: Sequencing in a Storm! ;)

Het magische apparaatje wat op basis van het DNA gaat vertellen welke soorten het zijn/ The magic box that will tell based on DNA wich species there were.