Praktikum im Heidelberger Life-Science Lab des dkfz
vom 27. Juli bis zum 7. August 2015
Von Sarah Engelbart, Grit Klöker, Juliana Naumann und Imke Sich
Durch die Auricher Wissenschaftstage wurde uns vier Schülerinnen vom Gymnasium Ulricianum ein zweiwöchiges Sommerpraktikum im Life-Science Lab des deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg ermöglicht.
Seit mehr als 50 Jahren wird am dkfz auf dem Neuenheimer Feld in Heidelberg geforscht und es lohnt sich, denn bereits zwei Wissenschaftler sind für ihre Forschungsarbeiten mit dem Nobelpreis ausgezeichnet worden. Um auch in Zukunft die Forschung voran zu treiben, ist die Nachwuchsförderung und damit das Life-Science Lab sehr wichtig. Hier wird nicht aktiv durch Wissenschaftler, Doktoranden oder Post-Docs geforscht, sondern werden Schülern regelmäßig Praktika und Wochenendkurse angeboten.
So haben wir uns sonntags per Bahn auf den Weg nach Heidelberg gemacht. Mit nur einer halben Stunde Verspätung kamen wir gegen 16:00 Uhr am Hauptbahnhof an und sind direkt zur Jugendherberge gefahren, die sich ebenfalls auf dem Neuenheimer Feld befindet.
Voller Vorfreude starteten wir am nächsten Tag in unser Praktikum, welches von der liebevollen und engagierten MTA Anja Reimann betreut wurde. Neben uns vieren bestand unsere Gruppe aus drei weiteren Praktikanten, die das Praktikum beim Landeswettbewerb von Jugend forscht gewonnen haben. Nach einer kurzen Kennlernrunde und einer Sicherheitsbelehrung starteten wir mit der Einführung im Labor, um uns mit unserem Arbeitsplatz und den Geräten vertraut zu machen.
In der ersten Woche arbeiteten wir ausschließlich im Labor, wo wir mit den proteinbiochemischen Methoden begannen. Dabei ging es vor allem um die Charakterisierung von Proteinen mittels der Gelelektrophorese. Unsere Aufgabe war es zuerst Proteingele (SDS-PAGE) herzustellen, um anschließend die Proteinproben im Gel laufen lassen zu können.
Nach dem Lauf haben wir die gebildeten Proteinbanden mithilfe der Coomassie-Färbung sichtbar gemacht, sodass es uns möglich war, diese nach Bradfort zu bestimmen.
Unser zweiter Aufgabenbereich befasste sich mit der Molekularbiologie, wobei es unser Ziel war, eine Transformation und eine Agarose-Gelelektrophorese durchzuführen. Dafür haben wir mithilfe alkalischer Lyse eine Plasmidpräparation (Minipräp) durchgeführt, d. h., wir haben in mehreren Schritten die Plasmid-DNA aus E. coli-Bakterien isoliert, diese angeimpft und auf Agarplatten heranwachsen lassen.
Dadurch haben wir transformationskompetente Bakterien herstellen können, bei denen eine genetische Veränderung möglich ist.
Im Anschluss daran haben wir die Bakterien auf Krebszellen gegeben, sodass diese die Plasmide in ihre eigene DNA einbauen. Unter dem Fluoreszenzmikroskop konnten wir unsere erfolgreiche Transformation erkennen, da die Plasmide grün-fluoreszierende Proteine beinhalten, die den Zellkern grün leuchten lassen
Für die Analyse der DNA benötigten wir bestimmte Restriktionsenzyme, die unerlässlich für den Restriktionsverdau sind, da sie lange DNA-Moleküle in definierte Bruchstücke zerlegen. Darauf folgend haben wir die Plasmid-Minipräp für die Agarose-Gelelektrophorese vorbereitet und wie bei den Proteinen im Gel laufen lassen. Die DNA-Fragmente wurden nach der Größe/Struktur im Gel aufgetrennt, deren Banden wir unter UV-Licht fotografiert haben.
Im Bereich der Grundlagen für Zellbiologie haben wir Zellkulturen der HeLa-Zelllinie an der sterilen Sicherheitswerkbank hergestellt. HeLa-Zellen sind Gebärmutterhalskrebszellen der afroamerikanischen Patientin Henrietta Lacks, die 1951 verstarb. Weltweit werden ihre Zellen in der Forschung eingesetzt, sodass man im Moment davon ausgeht, dass es ungefähr eine Tonne ihrer Krebszellen geben müsste.
Außerdem haben wir die Zellzahl mit der Neubauer-Zählkammer anhand der Jurkat-Zelllinie ermittelt. Jurkat-Zellen sind Leukämiekrebszellen von einem erkrankten 14-jährigen Jungen in den späten 70er Jahren. Zudem haben an den Zellen Apoptose und Nekrose herbeigeführt und uns die typischen Merkmale dieser Zelltode unter dem Mikroskop angeguckt.
Der letze Teil der Zellbiologie befasste sich mit der Calciumphosphat-Methode. Hier haben wir gelernt, wie wir Gene auf der transfizierten DNA von Zellen mithilfe Calciumphosphat-Kristallen exprimieren können. Nach einer gewissen Zeit konnten wir die Expression des GFP unter dem Fluoreszenzmikroskop nachweisen und analysieren.
In der zweiten Woche haben wir neben Fluoreszenzmikroskopie und PCR basierter Nachweisverfahren vor allem Abteilungen und Forschungsgruppen im Institut besucht. Als erstes hat uns Yvette Dörflinger das Elektronenmikroskop gezeigt. In vielen aufwändigen Schritten ist es ihr möglich, Proben so zu präparieren, dass sie diese mit Elektronen abbilden kann und ein Bild mit sehr hoher Auflösung erlangt.
Am nächsten Tag durften wir die Abteilung für präklinische Forschung, den Tierstall, besuchen. Dort wurde uns gezeigt, wie die Versuchstiere gehalten werden und wie streng die Bedingungen sind, damit Wissenschaftler überhaupt mit den Tieren arbeiten dürfen.
Unsere nächste Station war die Radiologie, wo die Physiker an den hochauflösendsten bildgebenden Verfahren wie dem 7Tesla arbeiten. Sehr anschaulich wurde uns hier erklärt, wie ein Magnetresonanztomograph aufgebaut ist und arbeitet. Darüber hinaus haben wir mit Metallgegenständen Versuche im MRT gemacht und durften uns Aufnahmen von einem Knie und einem Gehirntumor angucken.
Unglaublich interessant war auch das Projekt von dem französischen Wissenschaftler Dr. Steeve Boulant über Infektionen und unser angeborenes Immunsystem, an dem er gemeinsam mit seiner Nachwuchsgruppe forscht. Er hat sich sehr viel Zeit für uns genommen und gemeinsam mit ihm durften wir sogar ein S2-Labor besuchen.
An unserem vorletzten Tag haben wir uns nur im Hauptgebäude des Instituts aufgehalten, um uns das FACS angucken und erklären lassen zu können. Darauf folgend haben wir den Krebsinformationsdienst besucht, der eine unglaublich wichtige Institution sowohl für Krebspatienten und deren Angehörige als auch für Interessierte ist. Am letzten Nachmittag hatten wir dann zum Abschluss ein Meeting mit der Pressesprecherin Stefanie Seltmann, die uns alles über das dkfz selbst und die Krebsforschung erzählt hat.
Am letzten Tag haben noch eine DNA-Gelelektrophorese durchgeführt und zum Abschluss ein gemeinsames Bild gemacht. Bei der anschließenden Abschlussrunde haben wir unserer Betreuerin Anja Reimann ein Geschenk von uns übergeben, gemeinsam Kokoshefezöpfe gegessen und die letzten zwei Wochen Revue passieren lassen. Schließlich fuhren wir am Nachmittag mit vielen neuen Erkenntnissen und Erfahrungen wieder zurück nach Hause.
Wir danken den Auricher Wissenschaftstagen für das Ermöglichen unseres Praktikums im Life-Science Lab und für die tollen Erfahrungen, die wir sammeln durften. Einen großen Dank möchten wir zudem noch dem dkfz und vor allem dem Life-Science Lab selbst aussprechen, die uns unvergessliche zwei Wochen beschert haben. Wir haben nicht nur unglaublich viel gelernt, sondern auch viele nette Menschen kennen gelernt. Es hat uns sehr viel Spaß bereitet und wir hoffen, dass noch vielen weiteren Schülerinnen und Schülern dort ein Praktikum ermöglicht wird!
