Amelie, Hannah, Emily, Sophie
Gymnasium Ulricianum Aurich
Im Rahmen der Auricher Wissenschaftstage hatten wir – Amelie Ubben, Emily Wil-
helm, Hannah Behrends und Sophie Koppmeier – die einmalige Möglichkeit vom 15.
Juli 2024 bis zum 26. Juli 2024 ein zweiwöchiges Praktikum im Heidelberger Life-
Science-Lab des DKFZ (Deutsches Krebsforschungszentrum) zu absolvieren. Die
Abteilung des Heidelberger Life-Science-Lab am Deutschen Krebsforschungszen-
trum ermöglicht durch sein Schüler-Forschungslabor natur-wissenschaftlich sowie
mathematisch interessierten Schülern und Schülerinnen praktische Laborerfah-
rung auf individueller Basis zu gewinnen. Unter der kompetenten Praktikumsbe-
treuung durch Anja Klefenz sowie Angela Funk wurden wir durch die zwei Wochen
geführt.
Der erste Tag startete mit einer herzlichen Begrüßung durch Anja Klefenz und an-
schließender Vorstellungsrunde. Neben uns „Aurichern“ nahmen zwei weitere Prak-
tikantinnen, die durch die Teilnahme am Wettbewerb Jugend forscht die Möglich-
keit am Praktikum erlangten, daran teil, sodass wir die kommenden Wochen zu
sechst bestritten haben. Nach der vorschriftsgemäßen Sicherheitseinweisung gin-
gen wir voller Vorfreude das erste Mal ins Labor.
Dort angekommen erhielten wir Kittel und wurden mit unserem Arbeitsplatz vertraut gemacht. Anschließend gingen wir in die Mittagspause ins Casino TP. Am Nachmittag begannen wir mit dem
ersten Themengebiet, nämlich den proteinbiochemischen Methoden. Dafür setz-
ten wir SDS-Gele zur Proteinbestimmung an. Zuerst erfolgte die Herstellung des
Trenngels und anschließend des Sammelgels, in dem sich der Kamm für die Kam-
mern befindet. Außerdem bereiteten wir eine Agarmischung für das Themengebiet
der Molekularbiologie vor, um zwei Arten von Antibiotika mit einem Bakterien-
stamm zu untersuchen. Damit endete der erste Tag unseres Praktikums.
Nachdem die SDS-Gele über Nacht im Kühlschrank waren, konnten wir sie am
Dienstag mit den Proben befüllen. Die Proben mussten wir nach Anleitung pipet-
tieren und bei 95 Grad für 5 Minuten erhitzen sowie kurz zentrifugieren, sodass
sich die Proteine entfalten konnten und lediglich die Aminosäureketten in der Pri-
märstruktur vorlagen. Anschließend trugen wir vier Proben sowie den Marker in die
Kammern des vertikal Gels auf und starteten die Gelelektrophorese, in dem wir an
diese über die Mittagspause eine Spannung anlegten.
Mit einem Spaten lösten wir unser SDS-Gel vorsichtig von den Glasplatten und trennten das Sammelgel vom Trenngel. Das übrige Trenngel wurde über Nacht gefärbt, sodass die Banden der
Proteine auf dem Gel sichtbar wurden. Anschließend führten wir eine Proteinbe-
stimmung nach Bradford durch, zur Bestimmung der unbekannten Konzentration
der FCS-Probe. Hierfür setzten wir eine Proteinbestimmungslösung an und erhiel-
ten acht Proben mit unterschiedlichen Konzentrationen sowie die unbekannte
Probe. Die hergestellten Proben analysierten wir mit Hilfe eines Proteinanalysege-
räts. Die Werte haben wir in ein Diagramm übertragen, sodass wir die Konzentrati-
on der unbekannten FCS Lösung an dem Graphen ablesen konnten.
Bevor wir uns
erneut mit der Molekularbiologie beschäftigten und die Agarplatten für den morgi-
gen Tag goßen, hatten wir eine Theorieeinheit zum Thema Protein-biochemie. Für
die Agarplatten verwendeten wir zwei Platten mit dem Antibiotikum Kanamyzin
und eine mit Ampicillin.
Am Mittwoch entfärbten wir die SDS-Gele und beendeten das Themengebiet der
proteinbiochemischen Methoden mittels der Fotografie sowie Auswertung der Pro-
teingele. Nun konnten wir uns vollständig der Molekularbiologie zuwenden. Im La-
bor führten wir neben der Gelelektrophorese auch eine Plasmid-Minipräparation
durch, um Plasmid-DNA zu isolieren. Dazu kultivierten wir über Nacht eine Bakteri-
enkultur mit Kanamycin-resistenten Bakterien. Am nächsten Tag ernteten wir die
Kultur und isolierten die DNA. Die Analyse der verdauten und unverdauten DNA
erfolgte durch eine Gelelektrophorese auf einem Agarosegel, wobei die Fragmente
unter UV-Licht sichtbar gemacht wurden. Darauin führten wir mit einer der DNA-
Lösungen eine Transformation durch, bei der wir die DNA in Bakterien einbrach-
ten. Auf den von uns angefertigten Agarplatten konnten wir beobachten, dass die
transformierten Bakterien ebenfalls Kanamycin-resistent waren und lediglich auf
der Ampicillin-Platte kein Bakterienwachstum erkennbar war.
In den bereits vergangenen Tagen konnten wir uns mit den Methoden im Labor
sowie mit dem Equipment vertraut machen, sodass wir am Donnerstag mit der
Zellbiologie an den sterilen Werkbänken beginnen konnten. Die sterile Arbeits-
technik übten wir an Gebärmutterhalskrebszellen und passagierten diese von einer
Zellkulturflasche in eine weitere. Zusätzlich ermittelten wir die Anzahl der Jurkat
-Zellen (Leukämie-Zellen) mit der Neubauer-Zählkammer unter dem Mikroskop, um
die Konzentration in der Lösung zu bestimmen. Darauin induzierten wir bei ei-
nem Teil der Jurkat Zellen den programmierten Zelltod (Apoptose) durch die Zu-
gabe eines Todesliganden, während wir bei dem anderen Teil der Zellen die Nekro-
se durch Erhitzen herbeiführten. Nach der Induktion beider Zellsterbeprozesse
analysierten wir die Zellpopulation mithilfe eines Durchflusszytometers.
Am Ende der ersten Woche führten wir eine Transfektion von HEK-Zellen (human
embryonal kidney cells) mittels der Calciumphosphat-Methode durch. Bei dieser
Methode werden DNA-Kristalle erzeugt, die anschließend auf die adhärenten Zel-
len pipettiert werden. Um die Effizienz der Transfektion zu überprüfen, wie gut die
Zellen die DNA-Kristalle aufgenommen hatten, analysierten wir die Zellen unter ei-
nem Fluoreszenzmikroskop. Dabei konnten wir eine grüne Fluoreszenz beobach-
ten, was darauf hindeutet, dass die Transfektion erfolgreich war.
Am Wochenende hatten wir ausreichend Zeit, um die schönen Ecken von Heidel-
berg zu erkunden. Neben entspannten Nachmittagen am Neckar, fuhren wir auch
mit der Bergbahn sowohl zum Heidelberger Schloss als auch zum Königsstuhl. Bei
besten Wetter genoßen wir die wunderschöne Aussicht über Heidelberg. Erholt
und motiviert konnten wir nun in die zweite Woche unseres Praktikums starten.
In der zweiten Woche waren unsere Tage in zwei Abschnitte unterteilt, vormittags
wurden uns die verschiedenen Abteilungen des DKFZ vorgestellt, während unser
Nachmittag so gestaltet war, dass wir weiterhin im Labor arbeiteten.
Am Montag der zweiten Woche besuchten wir am Vormittag das Zentrum für präk-
linischen Forschung, das auch als „Tierhaus“ bezeichnet wird. Dort leben rund
50000 Mäuse, Ratten und auch einige Meerschweinchen. Die Tierpflegemeisterin
Anja Rathgeb erklärte uns, dass diese Tiere dort unter optimalen Bedingungen ge-
halten und gepflegt werden. Danach durften wir uns selbst ein Bild davon machen.
Dabei stellten wir fest, dass der oft negativ behaftete Begriff „Tierversuche“ nicht
die Realität widerspiegelt. Generell müssen Tierversuche zuvor beantragt werden
und in diesem das genaue Verfahren notiert werden. Neben dem Hauptbereich des
Tierhauses besichtigten wir zusätzlich die Aquahaltung, in der die Frösche gehal-
ten werden. Allerdings wird diesen nichts injiziert, sondern lediglich deren Eizellen
zur Forschung verwendet.
Der nächste Abteilungsbesuch führte uns in die Medizintechnik. Dort zeigte uns
Armin Runz mithilfe von 3D-gedruckten Schädeln, Bauchspeicheldrüsen, Gehirnen
und weiteren Körperteilen, wie diese Technologien zu einem besseren Verständnis
des menschlichen Körpers sowie bei Therapieansätzen für Krebs beitragen. Er be-
richtete, dass sich die Medizintechnik in den letzten Jahren stark weiterentwickelt
hat, sowie mittlerweile auch im klinischen Bereich fest etabliert ist und sich dies in
Zukunft auch weiter ausbauen wird, was er an einem „lebensechten“ Fuß aus ver-
schiedenen Dichtegraden demonstrierte. Nachdem wir die Drucker besichtigen
durften, bekamen wir einen selbstgemachten, personalisierten Schlüsselanhänger
als Andenken. Wir haben uns sehr über diese schöne Kleinigkeit gefreut und be-
danken uns recht herzlich dafür!
Am Nachmittag arbeiteten wir erneut an den Sterilwerkbänken mit den HeLa-Zel-
len, die wir bereits am Donnerstag der vorherigen Woche vorbereitet hatten. Diese
plattierten wir in eine 6-Well-Platte auf Deckgläschen aus.
Dienstag besuchten wir die Stabstelle Strahlenschutz und Dosimetrie. Die Strahlen-
therapie ist eine Therapiemöglichkeit für Krebspatienten. Um diese zu erforschen,
steht sowohl die Sicherheit der Wissenschaftler als auch die der Technischen As-
sistenten an oberster Stelle. Deshalb gibt es im DKFZ für diese Bereiche den Strah-
lenschutz, der sich um die Sicherheit kümmert. Dipl.-Physiker Jens Lang erklärte
uns nicht nur seinen Arbeitsbereich, sondern auch welcher physikalische Hinter-
grund hinter den unterschiedlichen Strahlungen steckt.
Anschließend besuchten wir die Abteilung für Durchflusszytometrie, wo uns Dr.
Marcus Eich in einem faszinierenden Vortrag erklärte, wie mithilfe eines Laser-
strahls eine große Anzahl an Zellen vermessen, analysiert und sogar für die weitere
Verwendung sortiert werden kann.
Zurück im Labor färbten wir die am vorherigen Tag ausplattierten Zellen ein. Dazu
verwendeten wir einen Ansatz mit DAPI-Färbelösung, die DNA blau färbt und einen
weiteren mit DAPI-Färbelösung und Mitotracker-RED, durch den die Mitochondri-
en rot gefärbt werden.
Ein Vortrag von Dr. Kristin Leyerer am Mittwoch thematisierte den Krebsinforma-
tionsdienst (KID). Diese Stelle bietet von Krebs betroffenen Menschen, Angehöri-
gen aber auch Wissenschaftlern die Möglichkeit, bei Fragen, Sorgen und Unklarhei-
ten rund um das Thema Krebs anzurufen, um fundierte und vor allem individuelle
Informationen beziehungsweise Antworten zu erhalten. Besonders wichtig fanden
wir die Unabhängigkeit des KID, da für diese Organisation Objektivität, Neutralität
und Sachlichkeit bei dem Beratungsgespräch sehr von Bedeutung ist.
An diesem Tag führten wir nachmittags eine PCR (Polymerase-Kettenreaktion)
durch. Dieses Verfahren wird zur Vervielfältigung der DNA verwendet. Bei dieser
Reihe ließen wir die PCR einige Zyklen durchlaufen. Für die darauffolgende PCR,
die sogenannte Colony-PCR, pickten wir Bakterien von einem, Nährboden und
vermehrten die DNA dieser.
Am Donnerstag besuchen wir den „7-Tesla“-Resonator, der für die Magnet-reso-
nanztomografie (MRT) und Spektroskopie verwendet wird. Dr. Stephan Orzada
erläuterte uns die erheblichen Unterschiede in der Effektivität und Auflösung zwi-
schen 1,5- bzw. 3-Tesla und den 7-Tesla-Resonatoren. Zudem durften wir die Stärke
des Magnetfeldes selbst erforschen, indem wir einen Tennisball mit einer darin
enthaltenen Metallmutter in das Gerät hielten und dieser mit gespanntem Seil in
der Luft schwebte.
Unser letzter Vortrag wurde von Dr. Angela Schulz in der Abteilung der
Hochdurchsatzsequenzierung gehalten. Dabei wurde uns erklärt, dass für die erste
Genomsequenzierung mehrere Jahrzehnte benötigt wurden. Dank neuester Tech-
nik ist dies heutzutage in nur wenigen Tagen möglich. Die dafür genutzten Sequen-
zierer durften wir uns im Anschluss an den Vortrag anschauen. Jedes Gerät hat ei-
nen Wert von etwa 1,2 bis 2 Millionen Euro. Da Krebs durch individuelle Mutatio-
nen eigener Zellen entsteht, können diese durch die
Genomsequenzierung ausfindig gemacht werden, was personalisiertere Therapien
und verbesserte Behandlungsansätze ermöglicht.
Am Freitagvormittag beendeten wir unsere letzten Experimente und werteten die
Ergebnisse davon aus. Wir betrachteten die von uns gefärbten HeLa-Zellen unter
dem Mikroskop. Außerdem beluden wir Agarosegele mit den DNA-Lösungen, die
zuvor die PCR durchliefen und führten so eine weitere Gelelektrophorese durch.
Abschließend tauschten wir uns über die vergangenen zwei Wochen aus und ka-
men zu dem Entschluss, dass wir alle sehr viel Spaß am Praktikum hatten und sehr
dankbar für eine solche Erfahrung sind. Dann wurde es Zeit für uns zum Bahnhof
aufzubrechen, um unseren Zug zurück nach Aurich zu nehmen.
Zum Abschluss möchten wir unseren herzlichen Dank an die Auricher Wissen-
schaftstage aussprechen, die uns die einmalige Gelegenheit ermöglicht haben, ein
Praktikum am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg zu absol-
vieren. Diese Zeit war nicht nur geprägt von intensiven Lehreinheiten, sondern vor
allem eine Zeit voller spannender und inspirierender Erlebnisse. Wir durften tolle
Erfahrungen sammeln, unvergessliche Erinnerungen schaffen und viele neue, nette
Leute kennenlernen. Besonders danken wir Anja Klefenz und Angela Funk für ihre
bemerkenswerte Vorbereitung und fürsorgliche Betreuung während unseres Prak-
tikums. Ebenso möchten wir uns bei den verschiedenen Abteilungen des DKFZ be-
danken, dass Sie uns ehrenamtlich viele aufschlussreiche Einblicke gegeben haben,
insbesondere gegenüber den Referenten: Armin Runz, Dipl.-Phys. Jens Lang, Dr.
Marcus Eich, Dr. Kristin Leyerer, Dr. Stephan Orzada und Dr. Angela Schulz.