Aufenthalte am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg (VIII)

Praktikumsbericht

Praktikum im Heidelberger Life-Science Lab des dkfz
vom 24. Juli bis zum 4. August 2017
Von Emma Liebert, Inken Schulte und Jule Galonska

Unser Arbeitsplatz

Dank eines Stipendiums der Auricher Wissenschaftstage durften wir, Inken Schulte, Jule Galonska und Emma Liebert, ein zweiwöchiges Praktikum im Life-Science Lab am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg absolvieren.

Los ging es am 23.07. vom Bahnhof in Leer, wo wir uns auf die zehnstündige Fahrt nach Heidelberg begeben haben.

Am ersten Tag wurden wir herzlich in Empfang genommen und lernten schnell die anderen drei Praktikanten kennen, die als Gewinner des Wettbewerbs Jugend forscht auch an dem Praktikum teilnehmen durften. Nach einer kurzen Vorstellungsrunde und der Sicherheitseinweisung ging es direkt ins Labor, wo wir unser Hauptarbeitsgerät, die Pipette, kennenlernten.

Unser Programm im Labor, der Laborführerschein, unterteilte sich in drei Teile: Molekularbiologie, Zellbiologie und protein-biochemische Methoden.

Begonnen haben wir mit den protein-biochemischen Methoden, wobei wir zuerst die SDS-Page kennenlernten. Zur Bestimmung und Charakterisierung von Proteinen durften wir selber ein SDS-Gel herstellen sowie anschließend gießen. Durch die Gelelektrophorese, die Teil des Prozesses ist, können sich die Proteine durch die negative Ladung des SDS entfalten. Mithilfe der Coomassie-Färbelösung wurden die Proteine schließlich sichtbar, so dass wir sie nach Bradfort bestimmen konnten.

Trenn- und Sammelgel

Gelelektrophorese

Bei unserem nächsten Thema, der Molekularbiologie, fanden wir besonders das Gießen von Agarböden spannend, da wir auf diesen Bakterien aus unserem direkten Umfeld, wie z. B. von gewaschenen sowie ungewaschenen Händen, dem Fußboden oder auch der Klobürste sichtbar machen konnten.

Des Weiteren haben wir mittels der alkalischen Lyse eine Plasmid-Minipräparation durchgeführt, welches eine Methode zur Isolierung von Plasmid-DNA ist. Die von uns verwendeten Bakterien wurden mithilfe von Restriktionsenzymen geschnitten, um diese später in E.coli-Bakterien zu transformieren.

Die Transformation ist eine chemisch kompetente Methode, wobei zuerst der „low salt puffer“ zur Aufblähung der Bakterien führt. Im Anschluss wird der „high salt puffer“ genutzt, damit die Bakterienzellen einen Konzentrationsausgleich machen, wobei sie das Plasmid aufnehmen.

Jule und Emma an der Sterilwerkbank

Bei der Zellbiologie haben wir das erste Mal an der Sterilwerkbank gearbeitet. Unsere Aufgabe war das sterile Überführen der HeLa-Zellen (Gebärmutterhalskrebszellen), damit sie zur Weiterzucht verwendet werden können. Zudem lernten wir die Tumorzelllinie Jurkat kennen, welche wir zuerst unter dem Mikroskop mithilfe der Neubauer Zählkammer zählten.

Danach leiteten wir den programmierten Zelltod (Apoptose) durch die Initiierung verschiedener Mengen eines Todesliganden ein. Neben der Apoptose lernten wir durch das Abkochen der Jukratzellen das unkontrollierte Platzen von Zellen (Nekrose) kennen. Bereits am nächsten Tag konnten wir mithilfe des Durchflusszytometers erkennen, wie viele Zellen in jeder Probe überlebt haben.

Wir im Labor

Schon in der ersten Woche konnten wir in netter Atmosphäre das Arbeiten im Labor kennenlernen. Besonders hat uns das selbstständige praktische Arbeiten gefallen, welches eine hohe Konzentration erfordert. Jedoch haben wir auch erfahren, dass im Labor nicht immer alles nach Plan läuft, wie wir an unseren eigenen Experimenten erkennen konnten.

In der zweiten Woche standen neben unserer Laborarbeit zahlreiche Vorträge in verschiedenen Abteilungen des DKFZ auf dem Programm.

Am Montag startete der Tag mit einem Vortrag in der Medizintechnik von Armin Runz. Die Aufgabe der Medizintechnik ist die Herstellung von körperähnlichen Imitaten, damit diese für Forschungszwecke, vor allem in der Strahlentherapie genutzt werden können. Zur Veranschaulichung zeigte uns Armin Runz verschiedene 3D-Drucker und die von ihnen produzierten Modelle, wie das Blasen-Prostata-Modell.

Danach folgte ein sehr spannender Vortrag der BTA Yvette Dörflinger, in dem sie uns ihre Arbeit am Elektronenmikroskop vorstellte. Yvette Dörflinger ist eine der wenigen Mitarbeiterinnen, die den Umgang mit dem Elektronenmikroskop beherrscht.

Elektronenmikroskop

Blick ins Mikroskop

Ihre Arbeit von der Präparation bis zur Analyse der Proben dauert ca. drei Wochen. Dieses ist sehr zeitaufwändig, ist für die weitere Arbeit jedoch von großer Bedeutung, da mit dem Elektronenmikroskop eine viel höhere Auflösung als mit einem Lichtmikroskop erreicht werden kann und so genauere Ergebnisse ermöglicht werden. Dann durften wir selber durch das Mikroskop schauen, wofür uns Yvette einen Rinderhoden präpariert hatte.

Am nächsten Tag lernten wir, dass am DKFZ nicht nur Biologen und Mediziner aktiv in der Forschung arbeiten, sondern auch Tierpfleger, die eine wichtige Vorarbeit bei der Haltung von Versuchstieren leisten. Das DKFZ beherbergt ungefähr fünfzigtausend Mäuse, die nach Genehmigung für Versuchszecke verwendet werden können, jedoch gelten bei der Ausführung der Versuche, sowie der Haltung sehr strenge Vorschriften, die eingehalten werden müssen. Für die biomedizinische Grundlagenforschung stehen auch noch weitere Tiere wie Ratten, Meerschweinchen und Frösche zur Verfügung.

Neben Biologen und Medizinern haben wir auch zwei Physiker kennengelernt. Zum einen lernten wir Thomas Fiedler kennen, der uns die Magnetresonanzbildgebung und Spektroskopie anhand des 7Teslas erklärte. Das 7Tesla-Gerät ist besonders für Heidelberg, da nur wenige Standorte in Deutschland über ein solches Gerät verfügen, welches eine vielfach höhere Flussdichte als herkömmliche Klinikgeräte hat.

Zum anderen lernten wir den Diplom-Physiker Jens Lang kennen, der uns den Strahlenschutz und die Dosemetrie erklärte. Hier wird nicht nur die Strahlendosis der Patienten ständig überprüft, sondern auch der Schutz der Mitarbeiter gewährleistet.

Unsere Gruppe vor dem NCT

Zudem haben wir einen Einblick in den Krebsinformationsdienst (KID) und das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) gewonnen, so haben wir wieder neue Bereiche des DKFZs kennengelernt, wobei wir der Arbeit mit Patienten nähergekommen sind. Das KID dient sowohl Betroffenen und Angehörigen als auch interessierten Bürgern und Fachleuten als Anlaufstelle. Das KID ist die ganze Woche über für jeden per Telefon, E-Mail oder Brief kostenlos erreichbar. Dahinter steht ein fachkundiges Team, das sich für jeden Einzelnen viel Zeit nimmt.

Auch im NCT kamen wir der Arbeit mit Krebspatienten etwas näher, indem wir an einer Teambesprechung der Sportmediziner teilnehmen durften. Das NCT bietet den Krebspatienten eine umfangreiche sport- und bewegungstherapeutische Beratung und Betreuung an, welche die Nebenwirkungen lindern und das Wohlbefinden der Patienten stärken soll. Bei der Besprechung wurde dann über konkrete Patientenfälle diskutiert und beratschlagt.

Aufgrund des Vortrags der Durchflusszytometrie erhielten wir einen Rückblick auf die erste Woche. In dieser Abteilung können die Zellen durch hochentwickelte Geräte nicht nur gezählt werden, so wie wir es mit den Jurkat-Zellen gemacht haben, sondern auch nach der Beschaffenheit sortiert werden.

Fluoreszenzmikroskopie

Jule am Fluoreszenzmikroskop

Auch der Vortrag der Hochdurchsatzsequenzierung bezog sich auf unsere praktische Arbeit im Labor in der zweiten Woche. Bei der Hochdurchsatzsequenzierung wird auch mit hochtechnisierten Geräten gearbeitet, welche die Nukleotide in einem DNA-Molekül bestimmen können. Nach vielen notwendigen Schritten kann bestimmt werden, ob bei einem Patienten z. B. eine relevante Mutation in der DNA vorliegt. Einer dieser Schritte, die Polymerase-Ketten-Reaktion, haben wir selber im Labor durchgeführt. Dabei kann die DNA, auch wenn nur eine geringe Menge vorliegt, so vervielfältigt werden, dass sie in weiteren Versuchen genutzt werden kann.

Unsere letzte Tätigkeit im Labor befasste sich mit der Fluoreszenzmikroskopie. Dabei färbten wir die Zellen, um so die Organellen, Zellkompartimente oder Proteine unter dem Mikroskop zu lokalisieren.

Abschließend möchten wir uns bei den Auricher Wissenschaftstagen und vor allem bei dem Life-Science Lab des DKFZ für die zwei Wochen, die wir in Heidelberg erleben durften, bedanken. Es war eine sehr erlebnisreiche Zeit, in der wir nicht nur viel Neues gelernt haben, sondern auch einige nette Menschen kennenlernen konnten. Wir hoffen, dass noch vielen Schülern diese Erfahrungen ermöglicht werden.

Jule Galonska, Emma Liebert und Inken Schulte

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