Neuro- und Molekularbiologie

Zelluläres Live-TV in Farbe und trotz Corona - Durchführung der Begabten AG Neuro- und Molekularbiologe unter Pandemiebedingungen am Albertus-Magnus-Gymnasium im Schuljahr 2020/21

Montage dichroitischer Spiegel

Aller pandemiebedingten Widrigkeiten zum Trotz konnte die AG im Schuljahr 2020/21 erfolgreich durchgeführt werden. Die Präsenzphasen konnten wir zur Durchführung von Praktika nutzen, für die wir uns die Materialien an die Schule schicken lassen konnten. So war ein Mikroskopiepraktikum zum Thema Alzheimer Demenz zu Beginn des Schuljahres noch möglich. Während der Homeschoolingphase waren wir auf Videokonferenzen sowie ein wöchentliches Quiz auf unserer virtuellen Lernplattform angewiesen. So ließen sich weitere Themen wie Epigenetik, Mikrobiomforschung und Fluoreszenzmikroskopie mit Leben füllen. Wir konnten auch einige EMBL Wissenschaftler/innen dafür gewinnen, uns virtuell über den EMBL Campus in Heidelberg (European Molecular Biology Laboratory) zu führen sowie zu einigen unserer Themen Vorträge zu halten.

Als diesjähriges Highlight stellte uns das EMBL Fluoreszenzmikroskope zur Verfügung, welche wir in einem Praktikum selbst zusammenbauten und fluoreszierende Objekte betrachteten.

Die Fluoreszenzmikroskopie spielt in der modernen molekularbiologischen Forschung mittlerweile eine Hauptrolle, da es möglich ist, zelluläre Proteine mit ungiftigen und robusten Fluoreszenzproteinen zu markieren. Das geschieht entweder durch eine genetische Manipulation oder durch antikörpergebundene Fluoreszenzstoffe. So wird es möglich, molekulare Prozesse (wie z.B. Proteinsynthesen, intrazelluläre Bewegungen von Proteinen, Reaktionen mehrerer Proteine miteinander) aber auch Abläufe auf zellulärer Ebene (wie z.B. Zellteilungen, Membranverschiebungen, Wanderbewegungen mehrerer verschiedener Gewebetypen) am geeigneten lebenden Objekt (wie z.B. Zellkulturen, transparente Zebrafische, Hefezellen, Tumorgewebe in Kultur) zu verfolgen.

Die mit Fluoreszenzmarkern markierten Objekte werden mit Licht einer bestimmten Qualität (z.B. mit blauem Licht) beleuchtet. Dies führt zur Fluoreszenz der Markermoleküle in der jeweiligen spezifischen Farbe (z.B. grün). Die markierten molekularen bzw. zellulären Strukturen werden so in fluoreszierendem Licht abgebildet. Deren Veränderungen im lebenden System können nun im Filmclip festgehalten werden.

In unserem Praktikum konnten wir fluoreszenzgefärbte Präparate von Maiglöckchen (Spross), Haselpollen, Spermatogenese im Mäusehoden sowie Geschmacksknospen des Kaninchens betrachten. Durch die eigenständige Montage der Mikroskope machten wir uns mit der Optik, dem Strahlengang des Fluoreszenzmikroskops sowie der Kamerasoftware vertraut. Insgesamt wurden uns drei Mikroskope zu Verfügung gestellt, an denen (coronakonform und räumlich voneinander getrennt) Schülerinnen und Schüler aus den Klassenstufen 11 und 12 arbeiteten.

Die praktische Arbeit machte sehr viel Spaß. Bedingt durch den Mottotag des Abiturjahrgangs, gab es eine Gruppe aus als Mönche verkleideten Jungs. Im „Wettbewerb“ Mädchen gegen Jungs musste die Jungsgruppe zum Schluss ihr Mikroskop neu montieren, da sie den dichroitischen Spiegel zunächst falsch herum montiert hatten.

Fluoreszenzmikroskop im Einsatz
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