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Sonntag, 29.10.2017

Bakterien im Käfig

Studenten der TU Dresden sind bei einem Wettbewerb für synthetische Biologie dabei. Sie sperren dafür Winziges ein.

Ein Jahr intensive Laborarbeit liegt hinter Katja Linnemann, Jonathan Hammer und ihren 12 Kommilitonen. Ihr Mikroben-Projekt stellen sie Mitte November in Boston beim internationalen Wettbewerb iGEM vor.
Ein Jahr intensive Laborarbeit liegt hinter Katja Linnemann, Jonathan Hammer und ihren 12 Kommilitonen. Ihr Mikroben-Projekt stellen sie Mitte November in Boston beim internationalen Wettbewerb iGEM vor.

© Anastasia Labudina

Dresden. Wenn Katja Linnemann jemandem erzählt, dass sie derzeit unheimlich Stress hat, weil sie bei iGEM im EncaBcillus-Projekt mitmacht, schauen die meisten erst einmal verständnislos. Hinter den Begriffen, die auf den ersten Blick etwas kryptisch anmuten, verbirgt sich ein Vorhaben von internationalem Rang. Dresdner TU-Studenten der Biologie und Informatik haben dazu gerade die letzten Laboruntersuchungen abgeschlossen und dokumentieren nun ihre Ergebnisse online, bevor sie Mitte November nach Boston fliegen. Dort werden sie diese auch persönlich auf dem „Giant Jamboree“ - einer großen Konferenz - präsentieren. Im SZ-Interview erklärt Katja Linnemann, wie es dazu kam.

Was genau ist iGEM eigentlich?

Bei iGEM - kurz für international competition for Genetically Engineered Machines - handelt es sich um den bedeutendsten Studierendenwettbewerb der synthetischen Biologie. Seit über 10 Jahren haben junge Nachwuchswissenschaftlern in diesem Rahmen die Möglichkeit, ein eigenständiges Projekt zu entwickeln und umzusetzen. Jährlich entstehen dabei auch wissenschaftliche Innovationen von großer Relevanz für die weltweite Forschung und Industrie.

Wie kam es, dass ihr daran teilnehmt?

Zwei Mitglieder unseres 14-köpfigen Teams haben vor anderthalb Jahren durch einen Fernsehbeitrag davon erfahren und - fest entschlossen dieses Jahr dabei zu sein - begonnen, Mitstreiter zu suchen. Nach und nach fanden sich Studierende verschiedener Fachrichtungen und Nationalitäten zusammen, um mit Unterstützung von Prof. Thorsten Mascher, der bereits sehr erfolgreiche Teams in München betreut hat, den Wettbewerb auch an der TU Dresden zu etablieren. Mit über 300 Teams aus aller Welt ist die Konkurrenz ziemlich groß, doch wir glauben, dass wir uns mit unserem Projekt „EncaBcillus - It’s a trap!“ nicht verstecken müssen.

EncaBcillus klingt ziemlich schräg. Worum geht es dabei?

Wir haben eine Methode entwickelt, Mikroorganismen in Peptidosomen einzuschließen. Dabei handelt es sich um kugelförmigen Kapseln mit netzartiger Struktur, die von Professor Dr. Hans-Georg Braun am Leibnitz-Institut für Polymerforschung Dresden etabliert wurden. Wir benutzen sie so zu sagen als Mikroben-Käfige: Dadurch lassen sich Bakterien räumlich fixieren oder sogar mit Hilfe ebenfalls darin eingeschlossener Magnetpartikel und eines Magneten kontrolliert bewegen.

Welchen praktischen Nutzen kann man daraus erwarten?

Stoffe können durch das Gitter hindurchgelangen, die Bakterien selbst können ihren Käfig jedoch nicht verlassen. In Zukunft könnten so mit Hilfe von Bakterien industriell produzierte Stoffe wie z.B. Insulin oder Vanillin ohne aufwendige und kostenintensive Aufreinigungsschritten gewonnen werden. Außerdem können Bakterienkulturen in unmittelbare Nähe zueinander gebracht werden und interagieren, aber genauso leicht auch wieder getrennt werden, was derzeit vor allem für wissenschaftliche Anwendungen und Grundlagenforschung interessant ist.

Wie umfangreich waren die Untersuchungen? Das Studium lief parallel weiter?

Wir haben ein ganzes Jahr hart daran gearbeitet - glücklicherweise hat uns die Fachrichtung Biologie ein eigenes Labor dafür zur Verfügung gestellt. So konnten wir jede freie Minute zum Experimentieren nutzen. Das Studium lief grundsätzlich weiter, auch wenn für uns die ein oder andere Vorlesung nicht nur zu Gunsten der Laborarbeit ausfallen musste: Durch den Wettbewerb haben wir Erfahrungen weit über das Fachliche hinaus sammeln können.

Also war es mit der reinen Laborarbeit nicht getan?

Bei weitem nicht. Vor einem Jahr um diese Zeit waren wir beispielsweise damit beschäftigt, Sponsoren für die Realisierung unseres Projektes zu gewinnen. Teil des Wettbewerbes ist zudem, das Konzept der synthetischen Biologie in die Öffentlichkeit zu tragen, sich mit biologischer Sicherheit auseinander zu setzen und auch ethische Aspekten zu berücksichtigen. Außerdem finden ein reger Austausch und Zusammenarbeit zwischen Teams aus aller Welt statt. Vor diesem Hintergrund haben wir das Treffen aller deutschen Teams organisiert und diese im Juli für ein Wochenende nach Dresden eingeladen.

Diese Gelegenheit haben wir auch genutzt, um Mitstreiter für iGEM goes green zu gewinnen. Dabei handelt es sich um eine von uns ins Leben gerufene Nachhaltigkeitsinitiative, in die wir ebenfalls besonders viel Zeit und Herzblut gesteckt haben. Ursprünglich haben uns die Flüge zur Abschlusskonferenz in Boston dazu bewogen, uns mit diesem Thema zu beschäftigen, doch schnell lag der Fokus auch auf nachhaltiger Laborarbeit. Anders als in Wohnhäusern können in Laboren nicht einfach Lüftung und Klimaanlage heruntergedreht werden, um Energie zu sparen - die strengen Sicherheitsauflagen sind einzuhalten.

Was habt ihr also unternommen?

Es hat sich gezeigt, dass es dennoch Handlungsmöglichkeiten gibt und kleine Maßnahmen bereits Großes bewirken können. Unsere Erkenntnisse haben wir in einem Leitfaden - dem GoGreenGuide - zusammengefasst. Auch haben wir ein Excel-Tool erstellt, mit dessen Hilfe der ökologische Fußabdruck der eigenen Laborarbeit, gemessen in CO2-Äquivalenten, ermittelt werden kann. So wollen wir andere iGEM-Teams und auch Labore ohne Verbindung zu iGEM anregen, sich ebenfalls mit einer nachhaltigeren Arbeitsweise auseinanderzusetzen. Erfreulicherweise haben wir damit bereits international Aufmerksamkeit von Experten in diesem Feld auf uns ziehen können. Besonders freuen wir uns auch, unsere Treibhausgasemissionen vollständig kompensieren zu können: In Zusammenarbeit mit Wilderness International, einer in Dresden ansässigen Nichtregierungsorganisation, schützen wir ein Stück Wald in Kanada. Außerdem haben wir vergangene Woche als symbolischen Akt einen Baum im Forstbotanischen Garten Tharandt gepflanzt und für diesen die Baumpatenschaft übernommen.

Was erhofft ihr euch von eurem Beitrag bei iGEM?

Natürlich hoffen wir, dass unsere Arbeit nicht nur mit einer Medaille ausgezeichnet wird, sondern auch weitere Arbeiten inspiriert. In Boston werden außerdem zahlreiche Preise in verschiedenen Kategorien wie zum Beispiel Grundlagenforschung oder Homepage vergeben. Besonders wichtig ist uns aber unsere Nachhaltigkeitsinitiative iGEM goes green. Wir sind sehr gespannt, wie die Jury und das Wettbewerbskomitee darauf reagieren werden. Unser Wunsch ist, dass die Initiative fester Bestandteil des Wettbewerbs wird und sich die Wissenschaftsgemeinde noch stärker ihrer ökologischen Verantwortung bewusst wird.

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