Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Praktikum am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen
vom 5. bis zum 9. Oktober 2009
Von Hilke C. Janssen und Svenia Thomas
Der Eingangsbereich des Instituts
Im Rahmen der Auricher Wissenschaftstage haben wir am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen ein einwöchiges Praktikum absolviert. Während unseres Aufenthaltes haben wir uns hauptsächlich in Abteilung III, Leitung Frau Prof. Dr. Christiane Nüsslein-Vollrad, aufgehalten.
An unserem ersten Arbeitstag wurden wir herzlich von Frau Dr. Brigitte Walderich empfangen. Nach einer kleinen Führung durch das Institut wurde uns im Fischhaus der Tierpfleger Mario vorgestellt. Nach einer kurzen Einweisung in die Grundlagen der Fischaufzucht durften wir selber die erst ein paar Tage alten Zebrafische aus Petrischalen in größere Aquarien umsetzen. Außerdem lernten wir von ihm, wie kompliziert die Fütterung der Fische ist, weil die Futterzusammensetzung dem Alter angepasst werden muss. Ein Großteil des Futters besteht aus der eigenen Artemienzucht (eine Krebsart) des Instituts.
Im späteren Verlauf des Tages lehrte Tierpfleger Dieter uns, wie man die Geschlechter der Zebrafische identifizieren kann. Somit konnten wir die von Wissenschaftlern gewünschten Fischpaare zusammensetzten und damit die Kreuzung einleiten.
Hilke beim Absammeln der Fischeier
Am Dienstagvormittag sammelten wir die aus den gestrigen Kreuzungen hervorgegangenen Eiablagen ab und sortierten diese später unter dem Lichtmikroskop in die am vorherigen Tag vorbereiteten Petrischalen. Hierbei war darauf zu achten, dass sich die Eier in einem qualitativ hochwertigen Zustand befinden und pro Petrischale ca. 50 Eier pipettiert werden.
Nach einer Mittagspause wurden wir mit den Sicherheitsvorschriften des Instituts bekannt gemacht, woraufhin wir mit dem TA (technical assistant) Horst Geiger das S1 Labor der Abteilung betreten durften. Nachdem er uns mit den Räumlichkeiten des Labors vertraut gemacht hatte, begannen wir schon mit unserer ersten Aufgabe. Als Ausgangsmaterial erhielten wir einen E. coli Bakterienstamm, welcher ein Gen auf einem seiner Plasmide besitzt, das in der Lage ist, ein Protein (rfp) herzustellen, welches das Bakterium in einem Rotton erscheinen lässt. Mit verschiedenen Substanzen haben wir dann bei der Plasmidpräparation die E. coli Bakterien zerstört und gereinigt, um zum Schluss durch einen Filterungsprozess nur noch die gereinigte DNA des Plasmids vorzufinden. Infolgedessen haben wir als Qualitätskontrolle unsere gewonnene Substanz einer photometrischen Messung unterzogen. Hierbei konnten wir feststellen, wie hoch die Konzentration von DNA (ng/uL) in unserer Probe war. Da DNA Licht der Wellenlänge von 260 nm absorbiert, Proteine Licht der Wellenlänge von 280 nm absorbieren, kann man so feststellen, ob und wie stark die Probe verunreinigt ist.
E. coli mit dem Protein (rfp)
Die gewonnenen Plasmide haben wir dann in Bakterien eingebaut, die das Gen, welches das Protein RFP herstellt, von Natur aus nicht besitzen. Hiermit wollten wir testen, ob es uns gelingt, dass sich das Plasmid in das Bakterium einfügen kann und es somit auch das Protein RFP herstellt. Um diesen Vorrang zu beschleunigen, haben wir unsere Proben in einen Inkubator gestellt. So konnten wir schon am nächsten Tag sichtbare Ergebnisse vorfinden.
Zum Abschluss des Tages haben wir bei einer von uns angesetzten Gelelektrophorese festgestellt, dass die Plasmide, während sie durch das Gel „laufen“, entweder in der Coiled- oder Uncoiled-Form auftreten.
Svenia beim Befüllen einer Gelelektro-
phoresekammer
Am Mittwoch haben wir zuerst einen Blick auf unsere Bakterienkulturen geworfen, wobei sich herausstellte, dass unser Versuch geglückt war, was man an dem roten Erscheinungsbild der E. coli-Kulturen eindeutig erkennen konnte.
Danach konnten wir 19 Stunden alte Zebrafische unter dem Lichtmikroskop anschauen, bei denen einzelne Zellen GFP (Grün Fluoreszierendes Protein) enthielten. Das Protein erkennt man leicht, weil es unter Einwirkung von UV-Licht stark grün leuchtet. Dies nutzte man dazu, um zu erforschen, wie sich die Zellen während der Entwicklung des Fisches durch den Organismus bewegen.
Am Donnerstag haben wir dann den Doktoranden Sören begleitet, der uns verschiedene Scanvorgänge mit einem Lasermikroskop gezeigt hat. Hierbei hat er uns vor allem deutlich gemacht, wie sehr die verbesserte Technik der Forschungseffizienz zu Gute kommt.
Anschließend hat er uns einen kleinen Einblick in sein Fachgebiet (Muskelzellen vom Fisch) gegeben. Von ihm haben wir dann viele Informationen über das Biologiestudium und die anschließenden Berufswege erhalten und dadurch eine sehr realistische und genaue Vorstellung erhalten, wie es ist, diesen Karriereweg einzuschlagen. Höhepunkt des Tages war, dass wir von Fischmutanten einen Teil der Schwanzflossen abgeschnitten haben, um danach die DNA der Fische zu identifizieren.
Am letzten Tag unseres Aufenthalts am MPI erhielten wir eine Führung durch die anderen Abteilungen des Instituts und haben dabei die Abteilung 6 kennen gelernt, in der unter anderem an der Pflanze Arabidopsis thaliana geforscht wird. Hierbei fielen die verschiedenen Räume auf, die es ermöglichen, verschiedene Umweltbedingungen wie Tag und Nacht, Sommer und Winter durch beispielsweise Lichteinfall und Temperaturregulation zu imitieren.
Als krönender Abschluss wurde uns von Jürgen Berger das Rasterelektronenmikroskop vorgestellt. Wir waren sehr beeindruckt von der hohen Auflösung des Gerätes und die dadurch entstehenden Möglichkeiten. Allerdings zeigte er uns im Anschluss auch, wie viel Aufwand es bedarf ein Präparat herzustellen. Hierzu müssen erst verschiedene Prozesse wie beispielsweise die chemische Stabilisierung und die kritische Punkttrocknung erfolgen, bevor man das Objekt mit einer hauchdünnen Metallschicht versehen kann. Dies nimmt ungefähr 1½ Tage in Anspruch.
Hilke und Svenia beim Pipettieren
Abschließend können wir sagen, dass uns das Praktikum sehr gut gefallen hat, weil man einen genauen Einblick in verschiedene Forschungsfelder bekommt und die eigene praktische Arbeit im Vordergrund steht. Es herrschte eine sehr freundliche, entspannte Arbeitsatmosphäre, alle Wissenschaftler waren sehr auskunftsfreudig und hilfsbereit. Wir empfehlen ein Praktikum am MPI allen, die Spaß an der Biologie haben und sich gerne über verschiedene moderne Forschungsmethoden informieren wollen.