Biotechnologie-Praktikum für die Q12

„Vom Genotyp zum Phänotyp – Untersuchung der eigenen DNA hinsichtlich der bitteren Geschmackswahrnehmung“
am 24. und 25.09.2020
Text: StDin Claudia Breutel-Egner

Gleich zu Schuljahresbeginn konnte die Fachschaft Biologie den Schülerinnen und Schülern der Q12 ein ganz besonderes Projekt anbieten, welches eigentlich im vergangenen Juli geplant gewesen, aber zu diesem Zeitpunkt wie so Vieles der Coronapandemie zum Opfer gefallen war: in Zusammenarbeit mit der TUM School of Education in Kooperation mit der Amgen Stiftung durften alle „Biologen“ zur Förderung ihrer wissenschaftlichen Kompetenz in einem zweitägigen Praktikum wesentliche Inhalte der 11. Jahrgangsstufe bearbeiten, die im Zuge der Coronaproblematik einen sehr aktuellen Bezug haben. Die persönliche DNA sollte auf das Vorhandensein eines Allels, welches für einen Geschmacksrezeptor im Bereich der bitteren Geschmackwahrnehmung verantwortlich ist, untersucht werden. Die Frage lautete also: Schmecker oder Nicht-Schmecker?

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Der erste Praktikumstag begann für die anwesenden 54 Schülerinnen und Schüler in den zwei Praktikumssälen mit fester Gruppeneinteilung in Zweiergruppen mit der Vorstellung der wichtigsten Sicherheits- und nötigen Hygieneregeln, die bei der Durchführung dieses Praktikums unbedingt eingehalten werden müssen. Im Anschluss daran wurde unter der fachkundigen Betreuung durch die organisierenden Lehrkräfte, Frau StDin Claudia Breutel-Egner, Frau StRin Yvonne Hofer und Herrn StR Andreas Käsbauer sowie der Unterstützung der angehenden Veterinärmedizinerin, Frau Hannah Egner mit der praktischen Arbeit begonnen. Zunächst isolierte jede Schülerin/ jeder Schüler in mehreren Arbeitsschritten die eigene DNA aus Mundschleimhautzellen. Hierzu wurde die eigentliche Vorgehensweise an die coronabedingten Hygienevorschriften angepasst. Dann folgten weitere Arbeitsschritte zur Vervielfachung der gewonnenen DNA mittels PCR (polymerase chain reaction). Während der PCR, die immerhin eineinhalb Stunden benötigte, wurden die zum Teil im Distanzunterricht behandelten fachwissenschaftlichen Grundlagen durch die Fachbetreuerin, Frau StDin Claudia Breutel-Egner, wiederholt und vertieft. Am Ende hielt jede Teilnehmerin und jeder Teilnehmer einen „PCR-Cup“ mit einer Lösung der persönlichen, vervielfältigten DNA, welche am Ende dieses ersten Tages eingefroren wurde, in Händen. Ganz nebenbei wurde den beteiligten Schülerinnen und Schülern die prinzipielle Vorgehensweise bei einem PCR-Coronatest praktisch erfahrbar.

Der zweite Praktikumstag begann nach einer kurzen Wiederholung der Tätigkeiten des ersten Tages und einem Überblick über die noch verbleibenden Tätigkeiten mit dem „Gießen“ der für die Auftrennung und Identifizierung der DNA-Abschnitte nötigen Agarose-Gele. Danach wurde die DNA-Probe vom Vortag aufgetaut und mit einem speziellen Restriktionsenzym, einer „genetischen Schere“deren Schnittstelle genau im „Schmecker-Allel“ liegt, behandelt. Nach diesen „Vorarbeiten“ wurden die gewonnenen DNA-Stücke mittels Gelelektrophorese auf den Agarosegelen aufgetrennt und nach einer Laufzeit von 45 Minuten kam der spannende Moment – bin ich Schmecker oder Nicht-Schmecker?

Die Ergebnisse wurden eifrig verglichen, interpretiert und diskutiert. Erfreulicherweise sind unsere Schülerinnen und Schüler ganz offensichtlich recht begabte NachwuchsforscherInnen, so dass wir in den allermeisten Fällen eindeutige Ergebnisse beobachten konnten. Nach all den vielen einzelnen Arbeitsschritten eine großartige Leistung, auf die die betreuenden Fachlehrkräfte wirklich stolz sind! Dies wurde in der gemeinsamen Feedbackrunde nach dem Aufräumen auch thematisiert. Von Seiten der Schülerinnen und Schüler wurde die Möglichkeit, theoretische Inhalte auf universitärem Standard selbst zu erarbeiten sehr gelobt und geschätzt. Viele vertraten zur Freude der betreuenden Lehrkräfte die Ansicht, dass durch dieses Praktikum ihr Interesse an biotechnologischen- gentechnischen Verfahren erst richtig geweckt wurde!

Der Dank der Fachschaft gilt vor allem den Mitarbeiterinnen des Lehrstuhls für Fachdidaktik Life Sciences der TUM School of Education, hier vor allem unserer langjährigen Ansprechpartnerin, Frau Dr. P. Schöppner, die trotz der coronabedingten Zusatzbelastungen für uns alle nötigen Materialien vorbereitet hat. Zudem muss an dieser Stelle das AMGEN Biotech Experience (ABE) Bildungsprogramm genannt werden, ohne dessen großzügige finanzielle Unterstützung und Bereitstellung des sehr durchdachten, schulgerechten Equipments die Gelegenheit, das Gebiet der Biotechnologie praktisch zu erforschen, wohl kaum möglich wäre.

Auch möchten wir der Schulleitung und allen Kolleginnen und Kollegen für ihre Unterstützung und ihr Verständnis, ohne welches eine solche Veranstaltung nicht durchführbar gewesen wäre, danken. Ein ganz großes Lob sprechen wir unseren Schülerinnen und Schüler aus – für ihre absolute Disziplin, ihre Freude und Interesse an der Sache und die familiäre Atmosphäre! Bei allem Stress – es hat nicht nur den Schülerinnen und Schülern, sondern auch den Fachlehrkräften unglaublich viel Spaß gemacht!