Bakterienalarm am Karlsruher Institute of Technology ?

Wer muss sich vor wem in Acht nehmen? Wir vor den Bakterien oder die Bakterien vor uns? – Als wir mit unseren weißen Labormänteln das Sicherheitslabor betraten, war die Frage längst geklärt: Beide sollten voreinander auf der Hut sein, zumindest sollten wir aber keine Bakterien „nach draußen“ schleppen.

Fast sieben Stunden waren wir (der vierstündige BIO-Kurs der Jahrgangsstufe 2) während unseres Gentechnik-Praktikums im Karlsruher Institute of Technology (KIT) am 16.März mit den escherichia-coli-Bakterien in dem etwas engen Labor zusammen.  Zwei Biologinnen unterstützen uns die ganze Zeit, während wir die umfangreichen Aufgabenstellungen unseres Scripts bearbeiteten. Zuvor hatten wir von Frau Dr. Ehlermann eine Einführung über Mikroorganismen bekommen. Im Übrigen eine willkommene Wiederholung des Abitursstoffes, der uns in einigen Wochen erwarten könnte.

Bakterien sind in der Biotechnologie seit Jahren unverzichtbar. Mit menschlichen Genen beladen (=> genveränderte Organismen) erzeugen sie das lebensnotwendige Insulin, aber auch das für Nierenkranke lebensrettende EPO, Blutgerinnungsfaktoren und viele andere Proteine mehr. Diese Gene platzieren die Gentechniker auf kleinen DNA-Ringen (DNA = Erbmolekül), die in Bakterien als so genannte Plasmide vorliegen.
Unsere Aufgabe war es zunächst aus den escherichia-coli-Bakterien, die übrigens auch unseren Darm besiedeln, die Plasmidringe herauszulösen und dann zu reinigen. Mit diversen Chemikalien „knackten“ wir zuerst die Bakterienwand, dann die Zellmembran. In mehreren Zentrifugationsschritten mussten wir anschließend die Plasmide von allen übrigen Bakterien-Substanzen trennen. Besonderes Fingerspitzengefühl wurde uns bei dem mehrfachen Pipettieren mit den teuren Eppendorf-Pipetten abverlangt, in die Mengen von weniger als einem Tausendstel Milliliter aufgezogen und übertragen werden mussten.
Dann konnten wir an unsere eigentliche Aufgabe herangehen. Durch Zugabe von verschiedenen Enzymen sollten die Plasmide in kürzere, aber verschieden lange, Teilstücke aufgespalten werden. Mit Hilfe der Gelelektrophorese sollten die unsichtbaren Teilstücke dann ein Gel durchwandern; die kleinsten voraus.

Mit dieser Technik hatten wir uns bereits bei einem vorausgegangenen Praktikum in Esslingen (PCR für einen genetischen Fingerabdruck) beschäftigt und so konnten die beiden Assistentinnen die notwendigen Pipettierübungen deutlich verkürzen.
Mit mehr oder weniger ruhigen Händen wurden also die Geltaschen befüllt und das Verfahren in Gang gesetzt. Während dieser Zeit erhielten wir noch einen Vortag über das Institut, das im Jahr 2006 aus der Fusion der UNI-Karlsruhe mit dem ehemaligen Kernforschungszentrum Karlsruhe hervorging. Unter anderem beschäftigt sich das Institut mit der zukunftsträchtigen Nanotechnologie. Wir erfuhren, dass zwischen Freiburg und Karlsruhe so etwas wie ein Nano-Valley (ähnlich dem berühmten Sillicon Valley) entsteht.

Zurück in unserem Labor, sollten wir dann das Ergebnis unserer Bemühungen in Augenschein nehmen. Eine Assistentin  entnahm vorsichtig das von uns selbst hergestellte Gel, warf uns einen strahlenden Blick zu und im selben Moment das Gel zu Boden. Entsetzt entschuldigte sie sich mehrfach und war untröstlich. Das Ergebnis von zwei Gruppen schien „vernichtet“. Allerdings hatten die beiden während unserer Abwesenheit das Ergebnis bereits durch Aufnahmen gesichert. In einer UV-Kammer begannen die DNA-Teilstücke der beiden anderen Gruppen „prächtig“ zu leuchten. Das so entstandene Muster auf der Gelplatte wurde nochmals abfotografiert und besprochen. Alle Ergebnisse waren letztlich sehr brauchbar. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser etablierten Technik wurden uns noch einmal bewusst gemacht und so konnten wir mit einem guten Gefühl am Spätnachmittag die Rückreise nach Leonberg antreten.

Der vierstündige BIO-Kurs J2 von Herrn Hübner