Am Mittwoch dem 24.10.2012 hat der Biologie Leistungskurs der 12. Jahrgangsstufe von Herrn Kramp das Institut für Biologie III an der RWTH Aachen besucht.
Nach unsere Ankunft hat sich Herr Dr. Schaffrath vorgestellt, der uns durch den Tag begleitete. In seinem einstündigen Vortrag wurde uns zunächst das Institut vorgestellt, welches zu der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften gehört. Das Institut der Biologie unterteilt sich nun noch in verschiedene Institute, hierbei besuchten wir das Institut III für Pflanzenphysiologie. Hiernach wurden uns die Forschungsgebiete des Institutes vorgestellt. Herr Schaffrath leitet die Forschungsgruppe „Rice-Barley-Lab“, die sich mit Pflanzenkrankheiten des Reis, der Gerste und Soja beschäftigt (Mehltau).
Als nächstes wurde uns das Biologie Studium an der RWTH Aachen vorgestellt. Hiernach wendeten wir uns dem Forschungsthema von Herrn Schaffrath detaillierter zu. Herr Schaffrath untersucht, gemeinsam mit seiner Forschungsgruppe, verschiedene Pflanzenkrankheiten, welche z. B. den Reis befallen. Das Ziel ist es, den Reis gegenüber den Krankheitserregern resistent zu machen, bzw. die Krankheitserreger unschädlich zu machen. Ein möglicher Ansatz ist es, das Gen, welches die Resistenzeigenschaft ausbildet, in dem Genom einer resistenten Pflanze ausfindig zu machen. Ist das Resistenz-Gen ausfindig gemacht, kann man nun Pflanzen züchten, die resistent gegen die bestimmte Krankheit sind. Herr Schaffrath beabsichtigt den durch Reiskrankheiten bedingten Ertragsverlust (ca. 30%) zu minimieren, da der Reis eine der wichtigsten Nutzpflanzen weltweit ist. Ebenfalls kann durch solch eine Lösung der Einsatz von Pestiziden vermieden werden. Der Vortrag wurde mit einer Einweisung in das nachfolgende Experiment beendet.
In dem Versuch sollten die Schüler, welche in vier Gruppen aufgeteilt wurden, untersuchen ob die Transformation einer Fremd-DNA in ein Plasmid erfolgreich war. Ein Plasmid ist ein ringförmiges Stück DNA, welches in der Genforschung eine wichtige Rolle spielt.
Zunächst übten wir das korrekte Pipettieren. Hiernach durfte jeweils ein Gruppenmitglied den Versuch durchführen. Hierfür wurden das Plasmid, Wasser, ein Puffer und ein Restriktionsenzym (das Restriktionsenzym schneidet nun die Fremd-DNA aus dem Plasmid wieder heraus) in ein Eppendorf-Gefäß gegeben. Anschließend stellten wir die Ansätze in einem Inkubator, in dem die Proben auf 37°C temperiert wurden.
Da dies einige Minuten in Anspruch nahm, führte Herr Schaffrath uns durch das Institut und zeigt uns dessen Einrichtung. Anschließend überführten wir nun die Proben in eine Gelelektrophorese .
Nachdem man Strom an die Gelelektrophorese legt, bewegt sich die DNA durch das Gel. Dies ist aufgrund der negativen Ladung der DNA möglich. Da sich die kleineren DNA Stücke schneller durch das Gel bewegen lagern sie sich oben an, die größeren Stücke dem entsprechend weiter unten.
Als nächstes zeigte Herr Schaffrath uns den Rest des Institutes, unter anderem die Gewächshäuser und weitere Laboratorien.
Nachdem wir wieder im Labor eingetroffen sind, überführte ein Mitschüler das Gel 
(der Gelelektrophorese) in eine UV Kammer, wodurch die DNA Banden sichtbar gemacht wurden.
Anhand des Bandenmusters des erstellten Bildes (Abbildung 3) konnten wir feststellen, dass in allen Versuchen die Fremd-DNA aus dem Plasmid herausgeschnitten war, da wir in jedem Versuchsansatz zwei DNA-Banden finden: die Plasmid DNA und das Fremd-DNA Stück. Der „Kontrollstreifen“ (links im Bild) machte es möglich die ungefähre Größe des DNA Stückes zu bestimmen.
Die Exkursion zum Institut III Pflanzphysiologie war sehr interessant und lehrreich.
Die Schülerrinnen und Schüler konnten hierdurch einen Einblick in die tägliche Arbeit eines forschenden Biologen erlangen. Ebenfalls war es möglich das im Unterricht erlernte Wissen umzusetzen.
René Hommelsheim
Homepage des Institutes für Biologie:
