Arbeitsgruppe Biotechnologie – Arbeitsgruppe des BTG auf Trinationalem Schülerkongress
Seit Herbst 2017 gibt es nun die neue Arbeitsgruppe Biotechnologie an der Albert-Schweitzer-Schule. Ziel dieser AG ist es, Schülerinnen und Schülern, die ein großes Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen und Spaß am Experimentieren haben, die Möglichkeit zu geben, interessante Laborversuche durchzuführen. Herr Holtorf, der die AG leitet, fragte uns im Oktober 2017, ob wir Lust hätten Experimente zur Epigenetik durchzuführen und die Ergebnisse auf einem Schülerkongress zu präsentieren.
Wir – Johanna, Ronja, Sophie, Veronica und Jan – sagten sofort zu, obwohl wir einige Mittwochnachmittage würden opfern müssen. Der Trinationale Schülerkongress des BioValley College Networks sollte Anfang Februar 2018 stattfinden. Wir hatten also noch einige Wochen Zeit, um die Experimente im S1-Labor unserer Schule durchzuführen und gute Ergebnisse zu erzielen.
Johanna, Ronja, Sophie, Veronica und Jan
Das war also der zeitliche Rahmen: vier Monate Zeit! Doch wie sah es mit dem theoretischen Hintergrund der Versuche aus? Worum ging es überhaupt? Wir fünf wurden von Herrn Holtorf mit den nötigen Informationen zur Epigenetik versorgt und hatten schon bald eine Vorstellung davon, was auf uns zukommen würde.
„Epigenetik waren schon immer all die seltsamen und wundervollen Dinge, die sich durch die Genetik nicht erklären lassen“. Denise Barlow (Wien, Österreich)
Das Thema unseres Projekts lautete:
Molekulargenetische Untersuchungen zum epigenetischen Zustand menschlicher Gene. Wir versuchten die molekularen Zusammenhänge, die das An- und Abschalten von Genen regeln, zunächst in einem Haribo-Modell zusammenzufassen.
Das Haribo-Modell
Abbildung 2: Haribo-Modell
Obwohl wir die eher komplexen theoretischen Zusammenhänge zunächst verdauen mussten, machten wir uns wagemutig an’s Werk! Die Idee war, unser eigenes Erbmaterial (DNA) auf epigenetische Veränderungen zu untersuchen. Das Schwierige daran war, diese klitzekleinen chemischen Veränderungen in den geringen Mengen DNA unserer Mundschleimhautzellen nachzuweisen – kein ganz leichtes Unterfangen! Wir haben uns trotzdem an die Arbeit gemacht, wohl wissend, dass die moderne Molekularbiologie ein geeignetes Methodenspektrum bereithält, um geringste Mengen Erbmaterial zu vervielfältigen (von 1 Kopie eines Moleküls auf 1 Milliarde identische Kopien in 2 Stunden !!). Diese Methode, Polymerasekettenreaktion (PCR) genannt, wird mit anderen Methoden kombiniert, um die DNA zu vervielfältigen und sichtbar zu machen. Wie kann man aber die klitzekleinen chemischen Veränderungen an bestimmten Stellen der DNA aufspüren? Dazu nutzten wir bestimmte Proteine, die Restriktionsenzyme HpaII und MspI, die diese Stellen ohne Probleme erkennen können. Um all diese Methoden anzuwenden, mussten wir kein Uni-Labor kapern – die nötigen, modernen High-End-Geräte stehen bei uns im S1-Labor und warten dort auf Arbeit. Also nichts wie ran! Nachdem wir zahlreiche Kontrollversuche erfolgreich durchgeführt hatten, um die Machbarkeit unsere Idee zu überprüfen, konnten wir kurz vor dem Kongress die ersten schönen Ergebnisse produzieren (siehe Abbildung 3).
Abbildung 3: BTG Ergebnisse
Zwei unterschiedliche Gene aus unseren Zellen hatten wir dingfest machen können! Wir konnten zeigen, dass das eine Gen in den Mundschleimhautzellen angeschaltet ist – das andere aber abgeschaltet ist. Wir hatten unser Ziel erreicht!
Abbildung 4: BTG Gene
Jetzt noch „schnell“ eine Powerpoint-Präsentation und ein Poster für unseren Stand vorbereitet und ab ging’s Anfang Februar für zwei Tage nach Offenburg auf den Kongress. Der Schülerkongress fand an der Hochschule Offenburg statt. Als wir ankamen waren schon viele der 35 Schüler-Teams aus der Schweiz, Frankreich und Deutschland dabei ihre Stände aufzubauen. Die Themen der Teams waren sehr divers: von „Untersuchungen zum Vogel- und Segelflug“ über „Des feuilles d’épinard pour reconstituer la circulation du myocarde“ bis hin zu „Molekulargenetischen Untersuchungen zum epigenetischen Zustand menschlicher Gene“ Am ersten Tag haben wir unser Projekt an einem Stand präsentiert, uns die anderen Teams angeschaut und einigen Vorträgen zugehört. Abends ging’s dann in die Jugendherberge – ein Schloss auf dem Ortenberg!
Den Abend über sammelten wir unsere Kräfte, denn Herr Holtorf hatte uns für einen 15-minütigen Vortrag am nächsten Tag angemeldet, um unsere Ergebnisse vorzustellen. Am zweiten Tag waren wir dementsprechend etwas angespannt. Aber wir hatten uns ja gut vorbereitet. Nur die Location selbst flößte uns doch etwas Respekt ein: der Profi-Vorlesungssaal mit Plätzen für alle Teilnehmer – und das waren nicht wenige! Letztendlich lief die Präsentation wie geschmiert und Herr Holtorf und wir selbst waren sehr zufrieden. Danach konnten wir uns die wohl verdienten Teilnahmeurkunden abholen, nahmen noch an einer interessanten Führung durch die Labore der Hochschule teil und fuhren schnell zurück nach Villingen, denn da wartete ja noch der „Schmotzge“ auf uns. Fazit: Der Kongress war super professionell organisiert und hat uns sehr viel Spaß gemacht! Nächstes Jahr gehen wir wieder hin – immerhin geht’s dann nach Straßburg.
Bericht und Bilder: Jan Welte, Johanna Fahl, Sophie Damm, Ronja Valentin, Veronica Ibach