Eine Woche als Nachwuchswissenschaftler: Jugend-Forscht-Preisträger am MDC

Eric Niller und Pirmin Schmid haben bei „Jugend forscht“ einen besonderen Preis gewonnen: Sie hospitieren eine Woche lang in zwei Forschungsgruppen des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC). Auch größere schulische Gruppen können am MDC was erleben. Das Institut engagiert sich im Rahmen verschiedener Veranstaltungen dafür, junge Menschen für Lebenswissenschaften zu begeistern.  

Am Anfang von Wissenschaft steht immer eine Frage. Die Frage, die Eric Niller und Pirmin Schmid sich stellten, lautete: Wie können wir Mehl so modifizieren, dass es von Menschen mit Glutenunverträglichkeit (Zöliakie) genossen werden kann – ohne dabei seine Backeigenschaften zu verlieren?

Die Antwort, die die beiden Schüler des Otto-Hahn-Gymnasiums im baden-württembergischen Tuttlingen auf diese Frage fanden, brachte ihnen den Sieg im Regionalausscheid des bundesweiten Nachwuchswettbewerbs „Jugend forscht“ ein sowie einen Sonderpreis beim Landeswettbewerb: ein einwöchiges Praktikum im MDC. Dort schnuppern sie in den Arbeitsgruppen von Thomas Sommer und Oliver Daumke zum einen „Forschungsluft“, erhalten Einblicke in die wissenschaftliche Arbeit und helfen bei aktuellen Projekten. Aber auch für ihr eigenes Projekt gewinnen die zwei frischgebackenen Abiturienten Anregungen.

 

Thiemo Sprink, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der AG Daumke, zeigt Eric Niller und Pirmin Schmid Bilder des neuen Elektronenmikroskops, über das die Arbeitsgruppe seit März 2017 verfügt. Bild: Wiebke Peters, MDC

Erics und Pirmins erfolgreiche Idee: Mais-Prolamine in Weizen einsetzen

Die beiden jungen Männer forschen bereits seit der 7. Klasse gemeinsam im Schülerlabor. Ihr Interessensgebiet ist die Molekularbiologie. Bei dem Gluten-Experiment konzentrierten sie sich auf das Speicherprotein Prolamin. „Gluten enthält verschiedene Proteine, nur dieses löst die Beschwerden aus“, sagt Eric. Er und Pirmin isolierten Prolamine aus Mais und Weizen. Im zweiten Schritt setzten sie Mais-Prolamin in den Weizen ein – mit dem Ergebnis, dass die Backeigenschaften des Getreides gleich blieben, es aber für Zöliakie-Patienten genießbar wurde.

In einem weiteren Experiment setzten sie normalem Weizenmehl vor dem Backen für eine bestimmte Zeitspanne Lab zu. So entwickelten die Schüler eine bestechend einfache Methode, das Mehl für Glutenallergiker genießbar zu machen. Das Enzymgemisch wird sonst bei der Käseherstellung verwendet, weil es die Proteine der Milch spaltet und sie dadurch eindickt.

Proteine aufreinigen, Bakterien züchten

Auch am MDC beschäftigen Eric und Pirmin sich mit Proteinen und schlüpfen dabei in die Rolle von Grundlagenforschern. Unter der Anleitung von Ernst Jarosch, Wissenschaftler in der Gruppe von Thomas Sommer, reinigen sie Proteine auf. Der Forscher zeigt ihnen außerdem, wie die Gelelektrophorese funktioniert, eine Methode zur Trennung verschiedener Arten von Molekülen. Auch das Publizieren wissenschaftlicher Aufsätze ist Thema an den ersten beiden MDC-Tagen von Eric und Pirmin.

„Mehr über Arbeitsweisen und Methoden zu erfahren und die Atmosphäre im Forscheralltag mitzuerleben, ist eine unheimlich wertvolle Erfahrung für uns“, schwärmt Pirmin. In der Arbeitsgruppe von Oliver Daumke, in der die beiden Schüler als zweites hospitieren, können sie das, was sie an den Tagen davor gelernt haben, gleich anwenden – und ebenso ihr mitgebrachtes Wissen: vor dem Gluten-Projekt haben Eric und Pirmin bereits an Bakterien geforscht. Am MDC benutzen sie nun Escherichia coli, um Proteine zu produzieren, und testen verschiedene Klone des Bakteriums auf deren Produktionseffizienz. Das erzeugte Material wandert in den Gefrierschrank und steht den MDC-Forschenden für spätere Experimente zur Verfügung.

 

Vorbereitende Arbeiten. Bild: Wiebke Peters, MDC

„Eine runde Sache“

Vielleicht am wertvollsten sind für Eric und Pirmin Tipps, die sie für ihre eigene Arbeit mitnehmen können. Zum Beispiel, dass Proteine in Gelen langsamer wandern und sich besser auftrennen, wenn die angelegte Spannung variiert wird. Ernst Jarosch gab ihnen außerdem die Anregung, sich mit Prolaminen auch auf genetischer Ebene zu beschäftigen, und empfahl ihnen entsprechende Literatur.

„Das Praktikum ist für uns eine runde Sache“, resümieren Eric und Pirmin. Sie sind entschlossen, weiter gemeinsam zu forschen, auch wenn sich die Wege erst einmal trennen. Eric macht als nächstes ein Jahr Au Pair in England, will danach vielleicht Medizin studieren. Pirmin beginnt derweil ein Bio- und Prozesstechnologiestudium an der Hochschule Furtwangen (HFU). Zurzeit kontaktieren sie Firmen aus der Lebensmittelindustrie, um diese für ihr Gluten-Projekt zu interessieren. Beide können sich vorstellen, ihre Idee bis zur Marktreife zu bringen.

UniStem Day und Systembiologie-Woche: Angebote für Schülerinnen und Schüler am MDC

Das „Jugend forscht“-Praktikum wird es wahrscheinlich 2018 wieder geben. Auch für Schülerinnen und Schüler, die sich nicht an dem bundesweiten Wettbewerb beteiligen, steht das MDC offen: 2017 fand zum zweiten Mal eine MINT-Excellence Akademie, diesmal zum Thema Systembiologie, am MDC und am Gläsernen Labor statt, die im Rahmen des MINT EC-Netzwerks veranstaltet wurde. 20 Schülerinnen und Schüler aus ganz Deutschland nahmen teil. Ebenfalls im Rahmen des MINT-EC-Netzwerks findet am MDC außerdem das MINT400-Forum statt – das nächste Mal im Februar 2018. Diese Konferenz soll möglichst viele der Teilnehmenden für naturwissenschaftliche Studiengänge und Berufe zu begeistern. 400 Schülerinnen und Schüler sowie rund 50 Lehrkräfte waren 2015 dabei. Seit 2016 können sich insbesondere Berliner Schülerinnen und Schüler am UniStem Day speziell über Stammzellforschung informieren. Beim diesjährigen Stammzelltag, organisiert durch das Deutsche Stammzellnetzwerk, waren 230 Mädchen und Jungen zu Gast am MDC.

Übrigens müssen Schülerinnen und Schüler nicht unbedingt an das MDC kommen, um vom Know-how der MDC-Forschenden zu profitieren. Schulen können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler als Vortragende zu einem Tag der Naturwissenschaften einladen – und wer sich wie Eric und Pirmin bei „Jugend forscht“ bewerben will oder eine Facharbeit schreibt, kann sich am MDC unterstützende Expertise einholen.


Beitragsbild: Thiemo Sprink, Eric Niller und Pirmin Schmid. Bild: Wiebke Peters, MDC