Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin
vom 8. bis zum 21. Januar 2012
Von Thi Huong Lan Do
Im Rahmen der Auricher Wissenschaftstage habe ich die Möglichkeit erhalten, während eines 14-tägigen Praktikums vom 08.01. – 21.01.2012 beim Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin-Dahlem den Laboralltag mitzuerleben.
Zugeteilt wurde ich in die Arbeitsgruppe von Dr. Sebastiaan Meijsing, die das Thema „Mechanismen der transkriptionalen Regulation“ bearbeitet und erforscht, wann und unter welchen Voraussetzungen, die sogenannten Transkriptionsfaktoren, bestimmte DNA-Sequenzen in verschiedenen Zellen (hier Lungen-, Knochen- und Blutzellen) abgelesen werden und in welchem Maße.
Die Gruppe besteht aus sieben Mitgliedern, darunter technische Assistentinnen, Doktoranden und einem Postdoc, wobei der Doktorand Stephan Starick meine Betreuung übernahm. Dabei durfte ich nicht nur zuschauen, wie er arbeitet, sondern auch selbst mit Hand anlegen.
Sterilbank mit Zellkulturen und Nährmedium
Gleich am ersten Tag durfte ich schon die Nährmedien der Zellkulturen auswechseln, ein Vorgang, der alle zwei Tage wiederholt werden muss. Dabei nimmt man eine Plexischale, auf der die Zellen wachsen, und saugt die Flüssigkeit ab, da die Nährstoffe verbraucht wurden. Darauf pipettiert man wieder ein neues Medium mit genügend Mineralien und Vitaminen in die Schälchen, verschließt sie und stellt sie in einen Inkubator, in dem die Bedingungen wie im menschlichen Körper, z. B. die Temperatur und der CO2-Gehalt, herrschen, damit die Zellen möglichst gut wachsen.
Im Verlauf der restlichen Woche durfte ich mit Hilfe von Stephan eine „ChIP“ durchführen, was für eine Chromatin-Immunopräzipitation steht.
Ziel ist es hierbei herauszufinden, an welchen Stellen der DNA der Glucocorticoidrezeptor (GR), wobei Glucocorticoide eine Wirkung wie Cortison haben, bindet und das Ablesen dieser Stelle bewirkt.
Dabei mussten erst einmal Lungenzellen mit dem Hormon Dexamethason behandelt werden, damit mehr GRs an die DNA binden als im Normalfall. Damit sich diese Verbindung nicht wieder so einfach löst, gibt man zusätzlich für eine kurze Zeit Formaldehyd hinzu, der alles fixiert. Dieser Vorgang wird auch als „cross-linking“ bezeichnet. Die Zellwände werden nun aufgelöst und die Zellreste mit Hilfe eines Zellschabers von der Petrischale geschabt. Durch Zentrifugieren scheiden sich die Zellbestandteile nun zu einem „Pellet“ ab und man kann das Chromatin extrahieren. Das Chromatin besteht aus dem DNA-Strang und Proteinen, um die der Strang wie bei einer Spule gewickelt ist. Beim Vorgang des Sonifizierens wird es dann durch Ultraschall in kleine DNA-Fragmente gebrochen, wobei die Stellen mit dem GR verschont bleiben. Um nun genau diese Stücke auszusortieren, benutzt man winzige Eisenkügelchen, sogenannte Beads, die Antikörper auf der Oberfläche haben und an den Glucocorticoidrezeptor binden. Mit Hilfe eines Magneten können somit die DNA-Stücke, die als Bindungsstellen fungieren, isoliert und von den anderen Zellresten getrennt werden. Da man aber nur die DNA braucht, wird alles anschließend auf 65°C erhitzt, um die Bindung zwischen Antikörper und GR zu lösen und das cross-linking rückgängig zu machen. Hält man nun wieder einen Magneten an das Gefäß, kann man die Flüssigkeit mit der gelösten DNA in ein anderes pipettieren. Durch Hinzugeben von Ethanol kann man sie wieder Fällen und zu einem Pellet zentrifugieren.
Bei der Vorbereitung der Zellen für die DNA-Extraktion
Als letzten Schritt kann man diese gewonnene DNA nun mithilfe einer PCR vervielfachen und sequenzieren lassen. Der Computer sagt dabei nicht nur, an welchen Basenfolgen der GR bevorzugt bindet, sondern kann die Folgen auch dem menschlichen Genom und somit eine Position auf den Chromosomen zuordnen, da er für diese durch die PCR eine Anreicherung feststellen kann.
Aber neben den Experimenten habe ich auch gelernt, dass das Labor nicht nur ein Arbeitsplatz ist. Von der Atmosphäre her ist es manchmal so, als würde man in einem Kinderzimmer stehen, wo die technischen Assistentinnen die Mütter und die Doktoranden die Kinder sind. So kämpfen diese aus Spaß um Präparate und Laborgeräte und mäkeln über das Kantinenessen, während die TAs, wie die Assistenten auch genannt werden, die Doktoranden wegen dem Verlegen von Präparaten, unordentlicher Schränke und leeren Flaschen ausmeckern. Und anstatt um Süßigkeiten zu quengeln, betteln die Doktoranden hier um spezielle Materialien und Geräte, da die TAs für den Einkauf verantwortlich sind.
Bereits nach ein paar Tagen habe ich also schon gesehen, dass diese Arbeitsgruppe wie eine große Familie ist, die immer Spaß hat und sich auch immer gegenseitig hilft, wenn jemand mal nicht weiterkommt. Außerdem steht der Forscher auch nicht den ganzen Tag im Labor, sondern verbringt auch viel Zeit vor dem PC für die Auswertung der Ergebnisse.
Zusammenfassend kann ich sagen, dass sich dieses Praktikum für mich bis jetzt sehr gelohnt hat, da ich viele neue Dinge lernen konnte und danke auf diesem Wege Herrn Stracke, der mir dieses Praktikum ermöglicht und der Arbeitsgruppe von Herrn Meijsing, die mich bestens betreut hat.