AWT Praktikum am Deutschen Krebsforschungszentrum

Im Rahmen der Auricher Wissenschaftstage hatten wir, Jana Wegner, Helena Brokamp, Lan Chi Nguyen und Fabiola Paulat, die einzigartige Möglichkeit am Anfang der Sommerferien 2023 ein zweiwöchiges Praktikum beim DKFZ (Deutsches Krebsforschungszentrum) in Heidelberg zu absolvieren. Dort waren wir in der Abteilung des Life-Science-Lab, in der Schülern unter anderem die Methoden der Grundlagenforschung gezeigt werden.

Am Montag startete unser Praktikum mit einer herzlichen Begrüßung durch unsere Praktikumsleiterin Frau Anja Klefenz, die uns nach einer Sicherheitseinführung auch sogleich mit unserem Arbeitsplatz für die nächsten zwei Wochen bekannt machte. Dort lernten wir auch die zwei anderen Praktikantinnen kennen, denen durch den Jugend-forscht-Wettbewerb die Teilnahme an dem Praktikum ermöglicht wurde.

Bevor es nun jedoch mit der eigenständigen Laborarbeit losging, wurden wir an unseren Werkbänken über die Nutzung der Gerätschaften eingewiesen.

Nach dem Mittagessen starteten wir mit einer proteinbiochemischen Methode, und zwar der diskontinuierlichen Gelelektrophorese, die zur Charakterisierung von Proteinen eingesetzt wird. Dafür bereiteten wir proteinhaltige Proben vor, die wir anschließend auf Gele beluden. Um die Proben laufen zu lassen, setzten wir die Gele während der Mittagspause unter Spannung. Um uns am nächsten Tag die Proteinverteilung auf dem Gel anschauen zu können, färbten wir sie auf dem Wippschütlter. Durch die Färbung und anschließender Entfärbung ließen sich klare Banden erkennen. 

Neben der Gelelektrophorese führten wir im Labor auch eine Plasmid-Minipräparation durch. Dies ist eine molekularbiologische Methode mit dem Ziel der Isolierung von Plasmid-DNA. Dafür trennten wir zuerst aus kanamycin-resistenten Bakterien die DNA und stellten damit zwei DNA-Lösungen her. Anschließend zerlegten wir die DNA unter Anwendung von Restriktionsenzymen in definierte Bruchstücke. Nach gelelektrophoretischer Auftrennung der DNA-Lösungen konnten die linearisierten Fragmente unter UV-Licht sichtbar gemacht werden.

Im Anschluss führten wir mit einer der DNA-Lösungen eine Transformation durch. Wir brachten also die isolierte DNA wieder in Bakterien ein und konnten so deren Kanamycinresistenz nachweisen.

Am Donnerstag begannen wir dann mit Experimenten aus dem Bereich der Zellbiologie. Da wir bereits drei Tage Erfahrung mit dem Equipment gesammelt hatten, durften wir zum ersten Mal mit lebendigen Zellen unter der Sterilwerkbank arbeiten. Bevor wir uns jedoch an die Arbeit machten, wurden wir über die speziellen Vorsichtsmaßnahmen aufgeklärt. So stellte sich das Arbeiten hier als wesentlich komplizierter heraus. Zum Üben erhielten wir Gebärmutterhalskrebszellen, die wir von ihrer alten Zellkulturflasche in eine neue umsiedeln sollten. 

Außerdem lernten wir die Zellzahl einer Lösung mithilfe der Neubauer Zählkammer zu ermitteln. Danach induzierten wir an einem Teil der Jurkat T-Zellen (Leukämiezellen) mithilfe eines Todesliganden den programmierten Zelltod (Apoptose) und am anderen Teil durch Erhitzen den nicht programmierten Zelltod (Nekrose). Mithilfe eines Durchflusszytometers bestimmten wir im Anschluss die Anteile von lebenden und toten Zellen und sahen, wie unterschiedlich die nekrotischen und die apoptotischen Zellen unter dem Mikroskop aussehen.

Am Ende der ersten Woche vollzogen wir eine Transfektion von Hek-Zellen (menschliche embryonale Nierenzellen) mit der Calciumphosphat-Methode, bei der DNA-Kristalle generiert und auf Zellen pipettiert werden. Um zu prüfen, wie gut die Zellen die Kristalle aufgenommen hatten, schauten wir sie uns unter dem Fluoreszenzmikroskop an und stellten eine grüne Verfärbung fest.

Das Wochenende verbrachten wir damit, Heidelberg zu erkunden. Besonders gefiel uns die Altstadt, die sich durch ihre Architektur klar von der Neustadt und anderen uns bekannten Städten unterschied. Aber auch die Besichtigung des Heidelberger Schlosses und der Natur drumherum lohnte sich. Wir sind dabei zum Schloss hoch mit einer Gondel gefahren, wo wir die Aussicht bereits genossen haben. Runter sind wir dann gewandert und haben dort die Wege durch den Wald gewählt, um die Natur zu erkunden. Insgesamt hatten wir das ganze Wochenende sehr schönes Wetter, weshalb wir am Sonntag auch ins Freibad gehen konnten. 

In der zweiten Woche waren unsere Tage zweigeteilt: morgens besuchten wir die verschiedenen Abteilungen des DKFZs und am Nachmittag arbeiteten wir weiterhin im Labor, wo wir uns nun näher mit der Fluoreszensmikroskopie und mit PCR basierten Nachweisverfahren auseinandersetzen. Zuerst färbten wie HeLa-Zellen, und zwar die Zellkerne blau und die Mitochondrien rot, sodass wir uns die Zellen unter dem Fluoreszenzmikroskop anschauen konnten.

Bei der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) erstellten wir Kopien von DNA-Sequenzen und führten erneut eine Gelelektrophorese durch.

Am Montag der zweiten Woche besuchten wir die Abteilung der Durchflusszytometrie, bei der es um die Vermessung der Zellen geht und hörten einen spannenden Vortrag von Herr Dr. Steffen Schmidt, der uns erklärte, wie mithilfe eines Laserstrahls eine große Zahl an Zellen analysiert und sortiert werden kann. 

Als Nächstes besuchten wir das Zentrum für präklinische Forschung, das hier auch gerne ,,Tierstall“ genannt wird. Wie der Name es schon vermuten lässt, handelte es sich hier um das Zuhause von 50.000 Mäusen und anderen Versuchstieren, die, wie uns Dr. Lena Hornetz berichtete, dort unter optimalen Bedingungen leben. Nachdem wir uns Schutzkleidung angezogen hatten, um die Tiere vor möglichen Krankheiten zu bewahren, durften wir uns selbst einen Eindruck verschaffen und stellten fest, dass der sonst so negativ konnotierte Begriff der Tierversuche nicht die Realität widerspiegelt. Oftmals werden nämlich vor allem Fotos aus dem Zusammenhang gerissen und damit Falschinformationen verbreitet, weshalb es auch uns nicht gestattet war, irgendwelche Aufnahmen zu machen. Neben dem Hauptzentrum der Tierställe schauten wir uns zudem die Aquahaltung an, in der Frösche gehalten werden. 

Des Weiteren hörten wir von Frau Dr. Eva Krieghoff-Henning einen Vortrag über den KID (Krebs-Informations-Dienst). Dort kann jeder mit Fragen, Sorgen und Unklarheiten rund um Krebs anrufen, um sich fachlich zu informieren. Ganz besonders wichtig fanden wir außerdem die Unabhängigkeit des KID, da dies seine Objektivität, Neutralität und Sachlichkeit gewährleistet.

Unser nächster Abteilungsbesuch führte uns zur Medizintechnik, wo uns Herr Armin Runz anhand von 3D gedruckten Schädeln, Bauchspeicheldrüsen, Gehirnen, Blasen zu einem besseren Verständnis des menschlichen Körpers führte. Er berichtete uns, dass sich die Nutzung der Medizintechnik bereits weit etabliert und innerhalb der letzten Jahre erhebliche Fortschritte gemacht habe.

Als Vorletztes ging es dann zum „7-Tesla“, der die Magnetresonanztomographie (MRT) und Spektroskopie ermöglicht. Herr Dr. Stephan Orzada zeigte uns die erheblichen Unterschiede zwischen den 1,5- bzw. 3- Tesla und den 7-Tesla Resonatoren, die es in ihrer Effektivität und Auflösing gibt. Außerdem bewies er uns die Stärke des Kraftfeldes, indem wir einen an der Schnur hängenden Tennisball schweben lassen konnten, weil der Tennisball eine Metallmutter enthielt. 

Die letzte besuchte Abteilung war der Bereich der Hochdurchsatz- Sequenzierung, in der Genome gelesen bzw. die Reihenfolge der Basenpaare bestimmt werden können. Damit lassen sich individuelle Mutationen erkennen, wodurch  an einzelne Personen angepasste Therapien und somit bessere Wege zur Behandlung gefunden werden können. Zuletzt zeigte uns Frau  Dr. Angela Schulz die Sequenzierer, die pro Gerät einen Wert von etwa 1,2 bis 2 Millionen Euro haben.

Nachdem wir am Freitag Vormittag die letzten Experimente beendet und deren Ergebnisse ausgewertet hatten, ließen wir gemeinsam mit unserer Betreuerin noch einmal die letzten zwei Wochen Revue passieren. Dann war es Zeit zum Bahnhof aufzubrechen, um unseren Zug zurück nach Aurich zu nehmen.

Abschließend möchten wir uns bei den Auricher Wissenschaftstagen herzlich bedanken, dass wir die Chance erhalten haben, ein Praktikum am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg absolvieren zu dürfen. Es war nicht nur eine lehrreiche, sondern auch eine spannende und beeindruckende Zeit am DKFZ.

Wir konnten viele wertvolle Eindrücke, Erfahrungen und Erinnerungen sammeln und wunderbare Menschen kennenlernen.  Wir möchten uns herzlich bei Frau Anja Klefenz und Frau Angela Funk für ihre großartige Vorbereitung und Betreuung bedanken. Zudem möchten wir uns für die zahlreichen Einblicke in die verschiedenen Abteilungen des DKFZ bedanken, insbesondere bei den jeweiligen Ansprechpartnern: Herr Dr. Steffen Schmitt, Frau Dr. Lena Hornetz, Herr Dipl.-Phys. Jens Lang, Frau Dr. Eva Krieghoff-Henning,  Herr Dipl.-Phys. Jens Lang, Herr Armin Runzeln, Herr Dr. Stephen Orzada und Frau Dr. Angela Schulz. 

Text und Fotos: Helena Brokamp, Lan Chi Nguyen, Jana Wegner, Fabiola Paulat

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