Faszination Mikrobiologie: Laborarbeit im MINT-EC-Camp.

Faszination an Gentechnik

Anna Karl besucht MINT-EC-Camp

Gentechnik - Chance oder Gefahr? Dieser Fragestellung ging Anna Karl, Schülerin der Einführungsphase, im Zuge eines vom MINT-EC sowie der Jacobs Universität Bremen organisierten Camps für Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe nach. Die langjährige Mitgliedschaft des Gymnasium Adolfinum im MINT-EC-Netzwerk machte diese Erfahrung möglich. Anna Karl berichtete uns nach Ihrer Rückkehr von Ihren Eindrücken und Erlebnissen.

Im Juni hatte ich das Glück, an einem Mint-EC-Camp an der Jacobs Universität in Bremen zum Thema "DNA-Analyse" teilnehmen zu dürfen. Die kritische Betrachtung gentechnisch veränderter Nutzpflanzen war dabei ein Kernthema. Immer wieder werden In den Medien brisante Diskussionen im Hinblick auf den Nutzen und die Gefahren genmanipulierter Nutzpflanzen geführt. Als wichtigste positive Eigenschaften der Gentechnik werden Schädlingsresistenz und Herbizidtoleranz genannt. Die Erträge sind höher und Gentechnik folglich eine effektive Möglichkeit im Kampf gegen den Hunger in der Welt.  

Gegner verweisen jedoch auf mögliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper. besonders im Hinblick auf die Gefahr, dass dieses Transgen sich durch die Natur unkontrolliert ausbreiten könnte. Während meines Auslandsjahres in Georgia / USA wurde ich laufend mit diesem Thema konfrontiert.
Die USA ist das Land mit der größten Anbaufläche für gentechnisch veränderte Nutzpflanzen (Soja, Mais und Baumwolle) und die Verbraucher glauben dort bereits gefährliche Auswirkungen auf ihre Gesundheit zu spüren. Sie sind sehr verunsichert. Da es hier keine Kennzeichnungspflicht gibt, verzichten kritische Verbraucher grundsätzlich auf den Verzehr von Lebensmitteln, die Mais und Soja enthalten.

Im Camp setzten wir uns über fünf Tage hinweg sowohl theoretisch als auch praktisch mit dem Themenfeld „Genetik“ auseinander. Zudem erhielten wir bei einer Führung einen Einblick in die aktuellen Forschungsgebiete der Universität. An jedem Vormittag erhielten wir zunächst eine theoretische Einweisung. Dabei vermittelten uns Doktoren der Jacobs Universität neben Grundkenntnissen der Genetik auch einen tieferen Einblick in die Bereiche der Zellbiologie und Biochemie. Wir lernten Methoden der DNA Analyse mithilfe der Polymerasekettenreaktion (PCR) und der Gelelektrophorese sowie der photometrischen Analytik kennen. Zudem gingen wir auf Besonderheiten genetisch veränderter Pflanzen und Satelliten–DNA ein und beschäftigten uns mit verschiedenen Krankheitsbildern.

Laborarbeit: Anna in Aktion.

Am Phänomen der Mondscheinkinder zeigte man uns die Gefahren der angewandten Genforschung auf. Kritisch wurden aktuelle Themen diskutiert. Im Vordergrund standen dabei wissenschaftliche Forschungen der Genetik, Genmanipulationen, deren Vor- und Nachteile. Am Nachmittag konnten wir das angeeignete Wissen in die Praxis umsetzen: Zu Beginn studierten wir den Umgang mit Mikropipetten ein, die für den Transfer von Kleinstvolumina verwendet werden. Danach begann das Experimentieren: Zwei große Workshops wurden durchgeführt.

Ziel des ersten Workshops war es, ein Transgen in einer Sojabohne mittels DNA-Analyse ausfindig zu machen. Hierzu erhielten wir eine Sojabohne, die durch ein Biosiegel als „genfrei“ gekennzeichnet war sowie eine weitere, unmarkierte Sojabohne aus einem Asialaden. Unser Auftrag war es, die DNA der beiden Bohnen zu isolieren, im Anschluss durch PCR, einem künstlichen Replikationsverfahren, zu vervielfachen und schließlich mit der Agarose-Gelelektrophorese auf das Transgen hin, in diesem Fall das Resistenz-Gen CP4-EPSPS, zu untersuchen. Das Transgen zeichnet sich durch seine besondere Länge von 171 Basenpaaren aus. Die Schwierigkeit bestand darin, die DNA, die ja nur einen winzigenTeil der gesamten Sojabohne ausmacht, herauszulösen. Gründliches und konzentriertes Arbeiten war deshalb gefordert. Schon ein bisschen zu viel Druck oder kleinste Verunreinigungen konnten das Ergebnis verfälschen. Nach zwei Tagen konzentrierten Arbeitens stand das Ergebnis fest: Die als genfrei gekennzeichnete Sojabohne enthielt kein Resistenzgen, die Asia-Bohne hingegen schon. Wir konnten feststellen, dass schon anhand geringer DNA-Stücke Genveränderungen nachgewiesen werden können.

Forschergemeinschaft: die Teilnehmer des MINT-EC-Camps hatten auch außerhalb der Labore eine spannende Zeit.

Die Wissenschaftler verwiesen zudem darauf, dass in Deutschland zwar keine genmanipulierten Pflanzen angebaut jedoch verkauft werden dürfen, diese dann aber besonders zu kennzeichnen sind. Über mögliche Auswirkungen von Genmanipulationen liegen noch keine genauen Daten vor, da diese noch nicht lange genug im Handel sind.

Im zweiten Workshop beschäftigten wir uns mit unserer eigenen DNA. Aufgabe war es, unsere eigene DNA aus Zellen der Mundschleimhaut zu isolieren und auf zwei Minisatelliten (D1S80 und D17S30) hin zu analysieren. Minisatelliten bezeichnen eine Sequenzwiederholung von mehr als fünf Nukleotiden. Ziel des Experiments war, die Anzahl der Allele unserer Teammitglieder (auf anonymer Basis) herauszufinden. Hierfür musste die DNA wieder von RNA und Proteinen isoliert werden, die Minisatelliten mit Hilfe der PCR amplifiziert und anschließend mittels des Agarosegels elektophoretisch aufgetrennt werden. Die DNA- Banden sollten mit Hilfe von Ethidiumbromid unter UV-Licht sichtbar gemacht werden. Bei der anschließenden Analyse wurden zunächst die Ergebnisse in homozygot (erkennbar durch 1 Bande) und heterozygot (2 Banden)unterteilt und anschließend die Anzahl der Banden gezählt, die unterschiedliche Längen besaßen. Das Ergebnis zeigte, dass von insgesamt 13 gelungenen Proben des Minisatelliten D1S80 zwei homozygot und 11 Heterozygot waren sowie eine minimale Größe von 425 Basenpaaren und maximal von 700 Basenpaaren erreicht wurde. Zudem fanden wir 10 verschiedene Allele. Bei dem zweiten Satelliten D17S30 konnten wir bei 10 Proben fünf als heterozygot und fünf als homozygot identifizieren und erreichten eine minimale Größe von 180 und eine maximale Größe von 800 Basenpaaren bei insgesamt acht verschiedenen Allelen.

Am Abend trafen wir uns zusammen mit Johannes Bradtke, Leiter des MINT-EC – Programmes, zu einem gemeinsamen Plenum und reflektierten in lockerer Runde den Verlauf des Tages. Dieses Camp hat mich deshalb sehr fasziniert, da es so aktuell und doch so wenig transparent ist. Die fachlichen Erläuterungen und die Experimente, die wir selbstständig durchführen durften, haben mich sehr sensibilisiert.

Text: Anna Karl/Patrick Schubert | Fotos: MINT-EC.

 

— [Thomas Kozianka]

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