Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen
vom 28. März bis zum 4. April 2004
Von Daniel Gerjets
Am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen wird nach den grundlegenden Auslösern, Mechanismen und Prozessen der Evolution geforscht. Das neueste Projekt ist hierbei die Zebrafischabteilung, wo man sich anhand der Untersuchung von Zebrafischen Aufschluss über die genetischen Grundlagen menschlicher Krankheiten sowie Erkenntnisse über die grundlegenden Vorgänge in der Embryonalentwicklung erhofft. Denn, obwohl Zebrafische anders aussehen als Menschen, funktionieren ihre Gene doch auf eine sehr ähnliche Art und Weise wie die des Menschen. Ich habe mein Praktikum in ebendieser Zebrafischabteilung absolviert.
Zunächst wurde mir das Institut gezeigt, einschließlich dem Fischhaus, welches das größte in Europa ist, und dem modernen Labor, wo ich dann auch gleich beobachten konnte, wie DNA in Eizellen injiziert wurde, um die DNA in den Fischeiern zu modifizieren. Danach durfte ich beim Zentrifugieren von aus Bakterien gewonnener DNA mithelfen.
Beim Ansetzen der Fische
Nach dem Mittagessen habe ich Fische angesetzt, das heißt je ein Männchen und ein Weibchen in einen Bottich getan, damit sie sich paaren und laichen. Danach wurde mir noch etwas Theorie beigebracht, z. B. was bei der PCR (Polymerase-Chain-Reaction) geschieht, nämlich, dass an durch Erhitzung von einander gelöste DNA-Stränge sogenannte Primer angelagert werden, von denen aus das Enzym, die Polymerase, die Stränge wieder zu Doppelsträngen ergänzt und man so die DNA bzw. bestimmte DNA-Stücke beliebig oft vervielfachen kann.
angesetzte Fische
Am nächsten Tag habe ich dann die Eier der angesetzten Fische „geerntet“ und sortiert, also die befruchteten von den unbefruchteten und verpilzten Eiern getrennt. Danach stand ein Besuch bei der instituteigenen Werkstatt an, wo Geräte u. ä. nach Bedarf hergestellt werden.
Am Nachmittag wurde mir noch allerhand Theorie erklärt, u. a. die Micro Arrays. Dies ist eine häufig genutzte Methode, bei der auf einer Glasplatte spezielle Sonden sitzen, die RNA binden. Dann wird farbig markierte RNA dazugegeben und danach schaut man, wo von welcher Farbe wie viel RNA gebunden worden ist.
Als letztes an diesem Tag habe ich dann die Eischale der am Vormittag geernteten Fischeier mit speziellen Chemikalien aufgeweicht, damit die Embryonen leichter schlüpfen können.
Beim Präparieren der Proben
Am 3. Tag habe ich mir dann die Embryos unter dem Mikroskop genau angeschaut und mit Fischen aus früheren und späteren Stadien verglichen. Später durfte ich bei der sogenannten Gel-Elektro-Phorese helfen, bei der DNA in ein unter elektrischer Spannung stehendes Gel gegeben wird. Die verschiedenen DNA-Stücke wandern dann, je nachdem wie sie geladen sind, unterschiedlich schnell zum Plus- oder Minus-Pol, man trennt und sortiert also die verschiedenen DNA-Stücke. Den Tagesabschluss bildete ein Besuch im Sequenzierraum, wo verschiedene Gene der Fisch-DNA auf ihre Basen-Paar-Zusammensetzung untersucht werden.
An den beiden letzten Tagen meines Praktikums war ich dann Gast bei der Mikroskopie-Abteilung des Instituts. Diese Abteilung ist sehr berühmt für ihre Arbeit, und sogar Präparate aus dem 400km entfernten Düsseldorf und von noch weiter weg werden hier ausgewertet. Ich lernte die Gefriertechnik mit Stickstoff kennen, bei der die organischen Präparate mit flüssigem Stickstoff von -196°C und unter ungeheurem Druck „schockgefrostet" werden.
Dann habe ich in Kunststoff gegossene Proben gefräst und geschnitten und diese auch selbst untersucht. Unter dem Transmissions-Elektronen-Mikroskop (T-EM) durfte ich mir verschiedene Präparate, mit denen dort zur Zeit gearbeitet wird, ansehen. Dabei lernte ich viel über den Aufbau von Zellen und die Vorgänge, die darin ablaufen. Außerdem war es spannend, die unter anderem in der Schule gelernte Theorie nun an realen Beispielen belegt zu sehen.
Mit Heinz Schwarz beim Auswerten von Bildern des REM
Am letzten Tag half ich, flüssigen Stickstoff für die am Tag zuvor eingefrorenen Proben abzufüllen, um dann das in den Zellen vorhandene Wasser durch Alkohol zu ersetzen. Das Wasser muss substituiert werden, da der amorphe Zustand, in dem das Wasser durch die Schockgefrierung nun war, höchst instabil ist und die Zellen zerstört werden würden, wenn das Wasser vom amorphen, zähflüssigen Zustand in den kristallinen Zustand wechselt, also zu Eis wird. Danach durfte ich noch mal am T-EM arbeiten und mir verschiedene Bilder anschauen, die nach verschiedenen Techniken gemacht wurden, bevor ich am nächsten Tag zurück nach Aurich aufbrechen musste.
Ich kann sagen, dass das Praktikum in Tübingen mir viel Spaß gemacht hat und eine interessante Bereicherung für mich war. Ich habe viel erfahren, nicht nur über die Forschung und die dort angewandten Methoden, sondern auch über den Tagesablauf eines Forschers und wissenschaftliches Arbeiten. Ich kann ein solches Praktikum jedem empfehlen, der sich für Biologie und die genetischen Zusammenhänge, die auch unsere Entwicklung bestimmen, interessiert.