DKFZ Preis

(v.l.): Schülerin Isabel Marleen Pötzsch (13 Jahre), Dr. Katrin Platzer (Leiterin des Life-Science Lab Heidelberg), Angela Grether (Gasversorgung Süddeutschland), Prof. Otmar D. Wiestler (Vorstandsvorsitzender des DKFZ), Nachwuchsforscher Florian Burger (18 Jahre). Foto: dkfz.de

Thermocycler sind wichtige Versuchsgeräte in der Molekularbiologie. Schulen können sich diese kostspieligen Apparate für ihren Unterricht allerdings oft nicht leisten. Am Heidelberger Life-Science Lab des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) entwickeln Jugendliche daher derzeit einen preisgünstigen Gerätetyp für Gymnasien. „Entwickeln und Forschen, um anderen das Forschen zu ermöglichen – das trifft den Kern unserer Initiative“, begründete die Jury des Wettbewerbs “Energie für Bildung” der Gasversorgung Süddeutschland (GVS) die Auszeichnung des Projekts.

Die Polymerase Kettenreaktion (PCR) spielt heute in allen modernen biologischen Forschungsfeldern, von der Zoologie über die Entwicklungsbiologie bis hin zur Gentechnologie und der medizinischen Diagnostik eine herausragende Rolle. Auch das noch junge Fach der Synthetischen Biologie benötigt häufig diese Methode zur Vervielfältigung der Erbsubstanz, der DNA. Hierbei werden zunächst die beiden Stränge der Erbsubstanz in wässriger Lösung auf 95 Grad Celsius erhitzt, damit sie sich voneinander lösen. Anschließend muss die Lösung abgekühlt werden, damit sich kurze Startermoleküle anlagern können. Anschließend wird die Temperatur wieder auf etwa 70 Grad Celsius erhöht, damit die DNA-Polymerase neue DNA-Ketten synthetisieren kann. Danach beginnt der Zyklus von Erhitzen und Abkühlen von neuem. Doch die hierzu notwendigen Laborgeräte, die so genannten Thermocycler, sind kostspielig und sprengen häufig das Budget von Schulen.

„Dieses Problem haben wir zum Forschungsprojekt für Mittel- und Oberstufenschüler gemacht. Hier im Life-Science Lab erarbeiten Jugendliche selbst eine erschwingliche Apparatur und lernen dabei echten Forschungsalltag kennen“, berichtet Dr. Katrin Platzer. „Unser Ziel ist es, Jugendliche möglichst früh für Wissenschaft zu begeistern, ihren Forscherdrang zu fördern und sie mit gängigen Methoden und Technologien vertraut zu machen“, erklärt die Leiterin des Heidelberger Life-Science Lab des DKFZ.

An dem Projekt arbeitet eine kleine Gruppe von sechs Schülerinnen und Schülern. Ein erfahrener Lehrer und ein wissenschaftlicher bzw. studentischer Mitarbeiter stehen ihnen als Mentoren zur Seite. „In dieser kleinen Gruppe können wir die Jugendlichen individuell und intensiv betreuen“, erläutert Michael Blessenohl, einer der Mentoren. Zunächst entwickeln die Schüler ein Testsystem. Hat sich dieses bewährt, konstruieren die Schüler einen optimierten Prototyp aus preisgünstigen Komponenten. „Unser Ziel ist, den Schulen eine Bauanleitung mit begleitendem Unterrichtsmaterial bereitzustellen – möglicherweise sogar einen fertigen Bausatz“, erklärt Mentor Philipp Bayer. „Für die Jugendlichen ist das ein zeitintensives, vielseitiges und vor allem spannendes Vorhaben, bei dem sie echten Forschungsalltag erleben können.“

Ein erschwinglicher Thermocycler für alle Gymnasien – die Idee beeindruckte die Jury des Wettbewerbs „Energie für Bildung“. „Das Projekt hat eine besonders nachhaltige Wirkung: Es verhilft vielen Schülerinnen und Schülern zu vertiefenden mikrobiologischen Experimenten und bringt gentechnologische Methodik so einem größeren Kreis nahe“, sagt die Projektleiterin der GVS-Ausschreibung Angela Grether. „Das möchten wir mit unserer Initiative unterstützen.“

Im Wettbewerb „Energie für Bildung“ zeichnet die Gasversorgung Süddeutschland jeden Monat ein Projekt aus, in dem Kinder und Jugendliche auf besondere Weise für naturwissenschaftliche oder technische Themen begeistert werden. Der Wettbewerb wird bereits seit 2010 in Baden-Württemberg durchgeführt und steht unter der Schirmherrschaft von Andreas Stoch, Minister für Kultus, Jugend und Sport des Landes Baden-Württemberg.

Das Heidelberger Life-Science Lab investiert den mit der Auszeichnung verbundenen Geldpreis im Wert von 1.000 Euro in Geräte und Materialien, die für den Bau des Thermocyclers notwendig sind.
Das Projekt „Thermocycler – die DNA-Fabrik aus der Box“ ist eine so genannte Minds-On-Schülerforschung. Das heißt, dass die Jugendlichen selbstständig arbeiten und ihre Ideen umsetzen. Erfahrene Mentoren mit sowohl schulischem als auch universitärem Hintergrund sorgen für eine altersgerechte Vermittlung und für den Bezug zur Wissenschaft. Neben Innovation und Kreativität stehen Teamarbeit, Projekt- und Zeitmanagement, wissenschaftliche Dokumentation und Präsentation auf dem Programm.