Interessante Experimente im offenen Labor Lübeck (LOLA)


Wie schon in den Jahren vorher (Besuch im LOLA 2007) haben die Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II der Thomas-Mann-Schule die Möglichkeiten genutzt, im offenen Labor der Universität Lübeck wissenschaftliche Experimente unter Anleitung durchzuführen. An diesem Labortag ging es darum, ein Gen der Leuchtqualle Aequorea victoria  in Bakterien der Art Escherichia coli zu transferieren.

Dieses Gen befand sich auf einem Plasmid (ringförmige DNA von Bakterien) und sollte in die Bakterien eingesetzt werden. Dafür mussten die Schüler verschiedene Labortechniken anwenden.

Bevor wir loslegen konnten, gab es einige Sicherheitsbelehrungen, da wir uns in einem Labor der Sicherheitsstufe 1 (S1-Labor) befanden. Es muss darauf geachtet werden, dass keine Gegenstände, die mit Bakterien in Berührung gekommen sein könnten, aus dem Raum herauskommen. Weiße Kittel, Gummihandschuhe und Schutzbrillen gehören zur Standardausrüstung.

Die auf Eis gelegten Bakterien werden mit Mikropipetten in kleine Plastikbehälter (Epis) überführt und dann mit den Plasmiden gemischt. Durch kurzes Erwärmen (40 sec) in einem Heizblock ( 42°C) werden die Bakterien geschockt und danach wieder zwei Minuten auf Eis gelegt. Dann gibt es für die Bakterien eine 30-minütige „Wellness-Kur“ bei 37°C im Schüttler. Nach weiteren 30 Minuten werden die inzwischen gewachsenen Bakterienkulturen mit der Mikropipette aus den Plastikbehältern herausgeholt und auf Glucose- und Arabinosenährböden ausplattiert. Um die Bakterien möglichst gleichmäßig auf die Agarplatten aufzubringen, muss man sie vorsichtig mit einem Drigalki-Spatel verteilen. Anschließend werden die Platten mit einem Parafilm verschlossen und über Nacht in einem Brutschrank bei 37°C inkubiert.

Nach der Arbeit im Labor haben wir uns im Seminarraum mit den Vorgängen beschäftigt, die bei der Transformation ablaufen. Wie sieht denn der Plasmidring (pGLO) eigentlich aus? Welche Gene sind auf ihm noch zu finden? Wie trennen wir die Bakterien, die einen Plasmidring aufgenommen haben von den plasmidfreien Bakterien ? Und schließlich stellen wir uns die Frage, warum wir zwei verschiedene Nährböden (Glucose und Arabinose) verwendet haben.

Entscheidend war auch die Frage, wie es dem Bakterium gelingt, das fremde Quallengen anzuschalten, um mit ihm den Fluoreszenzfarbstoff GFP zu produzieren.

Am folgenden Tag fanden wir uns wieder im Labor ein und waren gespannt auf die Ergebnisse unseres Experiments. Bei normalem Tageslicht waren auf den Agarplatten viele Bakterienkolonien mit dem bloßen Auge erkennbar.


Unter dem Licht der UV-Lampe konnten wir jedoch Unterschiede feststellen. Auf einigen Platten leuchteten die Kolonien tatsächlich grün auf. Bei genauerem Hinsehen stellten wir fest, dass es die Bakterienkulturen waren, die auf dem Arabinosenährboden gewachsen waren.

Im Seminar am Tag zuvor war diese Vermutung schon geäußert worden.

Die Experimente waren ein voller Erfolg.

Bis zum Ende unserer Schulzeit werden wir noch weitere Experimente im offenen Labor durchführen. Es werden dabei auch andere Labortechniken zur Anwendung kommen, die wir im Rahmen des normalen Schulunterrichts sonst nur theoretisch behandeln können. So ist zum Beispiel die Gelelektrophorese und das PCR-Verfahren zur Identifizierung von Proteinen und DNA Abschnitten eine im wissenschaftlichen Labor geläufige Methode.

Jörg Clement
19.03.2008

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