In der Woche vom 06. bis 10. Februar 2017 konnte ich mich zusammen mit 18 anderen Schülern und Schülerinnen aus ganz Deutschland in Berlin mit Systembiologie auseinandersetzen. Die Veranstaltung wurde angeboten vom MINT-EC, einem Netzwerk für MINT orientierte Schulen und Schüler, in dem das WGM seit 2011 Mitglied ist.
Systembiologie bezeichnet eine Kombination von Naturwissenschaften. Nicht nur Biologie spielt eine Rolle, sondern auch Mathematik und Informatik. Dementsprechend haben wir Schüler uns auch auf verschiedenen Wegen mit naturwissenschaftlichen Vorgängen bzw. Problemen beschäftigt.
Aufhänger des für uns vom „Gläsernen Labor“ und der „Joachim Herz Stiftung“ vorbereiteten Programms war es, die Synthese von β-Galaktosidase nachzuvollziehen. Das Enzym ist für die Spaltung von Lactose zu Glucose und Galaktose zuständig. Wir haben Versuche mit E.Coli Bakterien unter der Zugabe von unterschiedlichen Zuckern durchgeführt, um zu beobachten, wann β-Galaktosidase von der Zelle hergestellt wird und wann nicht. Das für uns alle Erstaunlichste war jedoch nicht das Ergebnis des ersten Versuchs, sondern das wir daraufhin frei entscheiden konnten, wie es weitergehen sollte. Die beiden Betreuer haben sich komplett auf unsere Vorschläge eingelassen und so konnten wir, anders als meist in der Schule, einen eigenen Versuch von vorne bis hinten durchplanen. Tatsächlich hat sich unser Ansatz als richtig erwiesen und wir fanden heraus, dass die Zellen immer Glucose bevorzugen und erst dann β-Galaktosidase herstellen, um Lactose zu spalten, wenn in der Zelle zu wenig Glucose vorhanden ist.
Diese Erkenntnisse galt es dann im mathematisch-informatischen Teil der Akademie auszuwerten und mittels eines Computerprogramms namens „CellDesigner“ darzustellen. Dazu haben wir nicht nur den Umgang mit dem Programm an sich erlernen müssen, sondern haben uns auch noch mathematisch mit Differenzialgleichungen befasst. Wie wir erfahren haben, lassen sich biologisch Prozesse nämlich sehr gut mit diesen Gleichungen modellieren.
Daneben haben wir uns auch noch theoretisch mit der Transkription des lac-Operon, also dem Teil auf der DNA, der für β-Galaktosidase codiert, beschäftigt. Das Wissen, das eine Vorstufe von Glucose cAMP dafür verantwortlich ist, ob das Stück der DNA abgelesen wird oder nicht, weil es an den Promotor bindet, hat uns beim Vervollständigen unseres Modells geholfen. Abschließend haben wir auch noch einen Versuch zur GFP durchgeführt. GFP ist das green flourescent protein – besser bekannt als das Protein, dass z.B. Quallen grün leuchten lässt.
Neben den Versuchen bot sich uns auch noch die Möglichkeit Wissenschaftler auf dem großen, rein naturwissenschaftlichen Campus Berlin Buch bei ihrer Arbeit zur begleiten. Alle Wissenschaftler waren uns gegenüber sehr aufgeschlossen und wir konnten durch Gespräche viel über deren Arbeit erfahren. Gerade dieser Aspekt war für uns alle sehr interessant, weil viele der anwesenden Schüler darüber nachdenken später selbst eine Naturwissenschaft zu studieren.
Alles in allem war die Woche äußerst informativ und hat allen Schülern sehr gut gefallen. Auch wenn man am Ende weiß, dass Informatik oder vielleicht Biologie nicht das Richtige für einen sind, war es definitiv die Erfahrung wert und man konnte viel über das wissenschaftliche Arbeiten lernen.
Bericht: Adrian Schug