Gymnasium Bethel

Projekt-Tag Molekularbiologische Virusdiagnostik - dem Virus auf der Spur

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Exkursion des Biologiegrundkurses zur Universität Bielefeld

Am 16 Mai 2023 waren wir als Biologie Grundkurs zu dem Thema „Molekularbiologische Virusdiagnostik“, im Teutolab der Universität Bielefeld.

Nach der Begrüßung eines Mitarbeiters im Center for Biotechnology wurden wir aufgefordert Kittel anzuziehen, damit keine Substanzen aus dem Labor nach draußen getragen werden. Der Workshop begann mit einem Quizz, welches unser Wissen über das Thema Genetik forderte und am Ende des Workshops wiederholt wurde, damit gesehen wird, was wir dort gelernt haben.

Durch eine Präsentation der drei Biolog/innen, die den Workshop mit uns durchgeführt haben, wurden grundliegende Informationen zu dem Thema Viren besprochen. Darunter zählt, dass sie nur durch einen Wirt in anderen Lebewesen überleben können, dessen Zellen sie infizieren und somit Krankheiten auslösen.

Bevor wir mit der praktischen Arbeit begonnen haben, die Erbinformationen verschiedener Viren zu analysieren, wurde uns der Umgang mit Mikropipetten beigebracht. Dabei handelt es sich um Pipetten, die Flüssigkeiten in Mikrolitern abmessen. Die Versuchsmittel im Labor sollten nämlich nicht großzügig verschwendet werden, da sie sehr teuer und kompliziert herzustellen sind. Dieser Verschwendung wirkt auch die Zentrifuge entgegen, die verglichen mit einer Waschmaschine zwei bis dreimal so viele Umdrehungen pro Minute hat, um die Substanzen im Reaktionsgefäß an einen Fleck zu bringen.

Unsere erste Identifikation von Virus-DNA mittels Restriktionsspaltung galt dem Bakteriophag Lambda, ein Virus der sich in einer Bakterie einnistet. In Kleingruppen sollten wir die Restriktionsenzyme Escherichia coli (EcoRI) und Haemophilus influenzae (HindIII) mithilfe der Mikropipetten mit der Virussubstanz zusammenfügen. Nach diesem Vorgang zur Spaltung der Lambda-DNA folgte die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) um die spezifischen Abschnitte der DNA zu vervielfältigen. Damit die einzelnen Schritte der PCR gezielt ablaufen und die DNA-Menge exponentiell wachsen konnte, sollten wir die Gemische zwischendurch mithilfe laborbedingter Ausstattungen auf 50-60, 72 und 90 Grad Celsius erhitzen.

In der folgenden einstündigen Mittagspause konnten wir die Universität besichtigen und hatten zahlreiche Möglichkeiten warmes Essen zu kaufen. Nach der Pause haben wir die mit Primern bearbeitete Lambda-DNA mit den Mikropipetten auf Gelbette aufgetragen. Dieser Vorgang heißt Gelelektrophorese und bereitete uns besonders viel Spaß, da viel Feingefühl gefragt war und die blaugefärbte Substanz beruhigend in die Geltaschen geflossen ist. Von den ausgebildeten Biolog/innen wurden die DNA-Stücke nach der Beendigung unseres Workshops sichtbar gemacht. Durch ein Färbemittel, welches die spezifischen DNA-Fragmente färbt und mit UV-Licht von selbst leuchtet, werden diese bestimmten Abschnitte der DNA sichtbar. Das Ergebnis dieser sichtbaren Banden konnten wir uns ein paar Stunden nach unserem Besuch im Internet ansehen.

Gegen Ende haben wir uns mit dem HI-Virus beschäftigt, der AIDS auslöst. Die Antikörper, die ein Mensch bei Infektion mit diesem Virus bildet, konnten wir mit dem sogenannten ELISA-Test untersuchen. Wir bekamen simulierte Tests als Patient/innenproben, die wir auf HIV getestet haben. Die positiven Tests färbten sich rot und die negativen blieben gelblich. Generell wurde mit der Krankheit offen umgegangen und darauf aufgerufen, sich gut vor ihr zu schützen.

Aus dem Grund, dass unser Kurs das Thema schon eine gewisse Zeit vor diesem Projekt-Tag im Unterricht besprochen hat, konnten wir die Experimente gut nachvollziehen. Die Exkursion hat uns neues Wissen über das Arbeiten in Laboren erbracht und ein paar Mitschüler/innen dazu angeregt, ein Studium oder eine Ausbildung in diese Fachrichtung in Erwägung zu ziehen.