Open Lab Days 2023

Einblicke in die Lebenswissenschaften – von der Klonierung bis zum 3D-Druck von Muskelringen
Am 8.2.23 besuchten interessierte Schülerinnen und Schüler der Oberstufe mit ihren Professorinnen die Open Lab Days des Studienganges Molekulare Medizin der Medizinischen Universität Innsbruck. Es erwartete sie ein abwechslungsreiches Programm, welche Einblicke in aktuelle Themen und Methoden der molekularbiologischen, medizinischen Forschung bot.
Nach der Begrüßung im modern eingerichteten Hörsaal in der Fritz-Pregl-Straße 3 wurde zunächst der Studiengang Molekulare Medizin vorgestellt. Nach zwei Fachvorträgen zu den Themen Immuntherapie und Zelluläre Müllabfuhr besuchten die Schülerinnen und Schüler gruppenweise verschiedene Laborstationen. Dort erfuhren sie aus erster Hand, dass 3D-Drucker genutzt werden, um aus menschlichen Zellen verschiedene Gewebearten zu drucken. Aus einzelnen Muskelzellen wurde ein Muskelring in eine Matrix aus Gelatine gedruckt. Die Gelatine wurde im Anschluss erhitzt, damit sie sich verflüssigte. Die blau angefärbten Muskelringe waren darin gut sichtbar. Nach einer mehrwöchigen Reifezeit und Elektrostimulation nehmen die gedruckten Gewebe ähnliche Eigenschaften wie natürlich gewachsene Gewebe an und können zu Versuchszwecken verwendet werden, z. B. um Medikamente auszutesten, was Tierversuche einspart.
Eine andere Station beschäftigte sich mit der Hygiene im Krankenhaus. Neben Masken ist die Desinfektion der Hände essentiell, um das Ansteckungsrisiko zu minimieren. Ob man sich selbst die Hände gut desinfiziert hatte wurde mit Hilfe eines UV-Farbstoffs sichtbar gemacht.
Da im Krankenhaus auch verschiedene Gewebe untersucht werden müssen, z. B. um Tumorerkrankungen festzustellen, zeigte eine weitere Station, wie Gewebeschnitte hergestellt werden. Die fertigen, auf Objektträger aufgezogenen Schnitte wurden mit den Farbstoffen Hämatoxylin (violett) und/oder Eosin (rot) gefärbt. Nach dem Abwaschen überschüssiger Farbe wurden die Objektträger trocken gewischt und das Präparat eingedeckt, also ein Deckglas aufgebracht, welches mithilfe eines Klebstoffes fixiert wurde. Die selbst hergestellten Dauerpräparate verschiedener Mausgewebe durften die Schülerinnen und Schüler mitnehmen, sodass sie in der Schule im Mikroskop betrachtet werden können.
Bei der molekulargenetischen Station erlernten die Schülerinnen und Schüler die Handhabung einer Laborpipette, um einen Klonierungsansatz zu pipettieren: Sie sollten ein Plasmid (DNA-Ring) mit Hilfe von Restriktionsenzymen („DNA-Scheren“) aufschneiden. Ob das funktioniert hat fanden sie heraus, indem sie die (aufgeschnittenen) Plasmide mit Hilfe der Gel-Elektrophorese auftrennten.  Da DNA negativ geladen ist wandert sie in einem elektrischen Feld zum positiven Pol. Je größer die DNA-Stücke sind, desto langsamer laufen sie in derselben Zeit. Ungeschnittene Plasmidringe laufen am langsamsten. Vollständige Plasmide laufen weniger weit als solche, die in zwei Stücke zerteilt wurden. Zum Größenvergleich lässt man noch einen Standard („DNA-Leiter“) mitlaufen. Im UV-Licht werden die Banden dann sichtbar gemacht. Könnt Ihr die Banden in dem abfotografierten Gel zuordnen? Was hätten wir noch machen müssen, um ein Gen in das Plasmid zu klonieren? Wer die Fragen richtig beantworten kann bekommt ein Extra-Plus in BU bzw. Chemie :-D

Text und Fotos: Prof. Dr. Ilka Prowatke