„HIV und AIDS“ geht jeden an

Prof. Dr. Barbara Müller referiert am Grimmelshausen-Gymnasium

Am Mittwoch, den 30.01.2019, war Frau Prof. Dr. Barbara Müller vom Universitätsklinikum Heidelberg gemeinsam mit ihrer Doktorandin Frau Annica Flemming zu Gast am Grimmelshausen-Gymnasium. Frau Prof. Dr. Müller forscht selbst am Zentrum für Infektiologie an HI-Viren und gab den Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufe Q1, dem Biologie-Leistungskurs der Q3 und den Mitgliedern des Schulsanitätsdienstes eine spannende Einführung in die Thematik. Dabei nahm sie die Schülerinnen und Schüler mit auf die Reise in die geschichtliche Entwicklung der HI-Forschung.

Weiterlesen

Forschung am Unheilbaren

Bio-LK Q3 des Grimmels beschäftigt sich mit dem Thema „Multiple Sklerose“

Multiple Sklerose (MS), eine neurodegenerative Erkrankung des Immunsystems, schränkt viele der zum Teil noch jungen Betroffenen radikal ein. Ursächlich wird unter anderem der Abbau von isolierenden Bestandteilen der Nervenzellen beschrieben. Folgen der dadurch langsameren bis ausbleibenden Weiterleitung von Signalen sind Seh- und Gleichgewichtsstörungen, Taubheitsgefühle sowie Lähmungserscheinungen, die je nach MS-Form schubweise oder kontinuierlich folgend auftreten können. Was genau dazu führt, dass das Immunsystem die eigenen Nervenzellen angreift, lässt Forscher nach wie vor rätseln.

Weiterlesen

Studienplatz Zoo

Die Schülerinnen und Schüler (SuS) der Jahrgangsstufe Q3 des Grund- und Leistungskurses Biologie waren am Mittwoch, den 16. Januar, im Frankfurter Zoo. Anlass der Exkursion war das Themengebiet Verhaltensbiologie und die SuS hatten die Möglichkeit, in die Rolle eines Verhaltensforschers zu schlüpfen.

Angekommen am Frankfurter Zoo und gut gestärkt mit dem allmorgendlichen Kaffee, begaben sich die SuS auf den Weg, zwei verschiedene Tierarten für eine längere Zeit zu beobachten. Ihre Beobachtungen wurden in der Form von Ethogrammen, anhand welcher man durch Strichlisten markante Verhaltensweisen festhalten konnte, aufgezeichnet.
Dafür wurden den SuS verschiedene Tierarten, wie zum Beispiel Erdmännchen oder Menschenaffen vorgegeben. Doch nicht nur diese Tiere konnten begutachtet werden, sondern es blieb auch genügend Zeit, die sie zur freien Verfügung hatten, um zahlreiche weitere Gehege aufzusuchen. So bestaunten sie beispielsweise Löwen, Pinguine und Giraffen und trafen auf ihrem Weg durch das Reptilienhaus auf frei herumlaufende Tagesgeckos.
Der gelungene Ausflug wurde nach ausgiebigen Beobachtungen und Aufzeichnungen durch ein gemeinsames Mittagessen in Kleingruppen beendet, bei dem sich die SuS erholen und sich über die beobachteten Verhaltensweisen austauschen konnten. Die Jahrgangsstufe Q3 bedankt sich bei Frau Nolde und Frau Wöll für diesen tollen Ausflug.

Weiterlesen

„Rückkehr auf leisen Pfoten“

Biologie-LK des GGG hört sich Fachvorträge zu Wildkatze, Luchs und Wolf an

Dr. Carsten Nowak vom Senckenberg-Institut und Forstingenieur Reiner Koch referierten am 29.05. und 30.05. vor dem Bio-LK der Q2 über deren Arbeit am Beispiel der Rückkehr von Wildkatze, Luchs und Wolf in deutsche Wälder.

Der Forstingenieur ging hierbei zunächst auf signifikante Erkennungsmerkmale der Spezies, wie den Pinselohren und der kurzen Rute des Luchses und dem durchgehenden Aalstrich und der fleischfarbenen Nase der Wildkatze, ein. Dabei vermittelte er uns außerdem, dass besagte Tierarten bereits nach Deutschland zurückgekehrt seien und sich, mit Unterstützung der Forstämter, auch weiter verbreiten würden. So hätte man Individuen in der Vergangenheit ausgesetzt. Nun würden Wanderkorridore zwischen Wäldern geschaffen, um Populationen miteinander zu verbinden und die Verbreitung von Wölfen, Luchsen und Wildkatzen in ihrem ursprünglichen Habitat zu fördern. Reiner Koch beschäftigte sich in seinem Vortrag näher mit dem „Monitoring“ durch Aufstellen von Kameras und Sammeln von Kot, Fell etc., wodurch eine Nachverfolgung der Populationen möglich ist.

Dr. Carsten Nowak, Leiter der Abteilung Naturschutzgenetik des Senckenberg Instituts, empfing uns in der Gelnhäuser Außenstelle. Während einer Führung durch die Laborräume der Einrichtung erläuterte er uns, seinen fachkundigen Zuhörern, Techniken zur DNA-Extraktion aus Urin, Kot oder Fell der Rückkehrer, -Vervielfältigung, -Sequenzierung und Bestimmung der Verwandtschaftsverhältnisse zwischen Individuen und Populationen. Diese Daten können, so der Wissenschaftler, behilflich sein um den Schutz der gefährdeten Arten zu optimieren und Auskunft bei Rechtsfragen zu leisten. Dr. Carsten Nowak ermöglichte uns, ins Gespräch über seinen Arbeitsalltag in der internationalen Arbeitsgruppe, Publikationen und kooperative Forschungsprojekte zu kommen.

Beide Referenten waren sich schlussendlich bei der wichtigsten Schutzmaßnahme für Wolf, Luchs und Wildkatze einig: Insbesondere die Mythen um den „bösen Wolf“ und die „Schafe reißende Wildkatze“ müssten gestoppt und durch wahrheitsgemäße Befunde ersetzt werden. Die deutsche Bevölkerung müsse über die Rückkehrer aufgeklärt werden, so wie auch wir aufgeklärt wurden.

Wir, der Bio LK, danken den Referenten für den interessanten Blick Hinter die Kulissen der verschiedenen Forschungstätigkeiten im Bereich des Biotop- und Artenschutzes.

(von Vivien Grieb und Felicitas Ruber, Biologie Leistungskurs Q2.3)

Weiterlesen

Fließgewässerexkursion der Q2

Am 13.Juni führte die Jahrgangsstufe Q2 eine Exkursion zum Kasselbach in Biebergemünd durch. Am Oberlauf des Baches rund um das Naturfreundehaus Günthersmühle  wurden verschiedene Untersuchungen vorgenommen, um Rückschlüsse auf die Gewässergüte ziehen zu können.

Dafür waren von Frau Nolde und Frau Wöll vier verschiedene Stationen vorbereitet worden, an denen wir, die Schüler des Biologie LKs und Biologie GKs, physikalische Eigenschaften des Baches, wie Gewässerbreite und -tiefe, chemische Eigenschaften bezüglich der Wasserqualität sowie Flora und Fauna in und um das Fließgewässer untersuchen konnten.

Zuerst ging es mit Gummistiefeln und Maßband bewaffnet ins Wasser, um an verschiedenen Stellen Breite und Tiefe auszumessen. Der Bach schlägt an dieser Stelle viele Kurven, die Laufentwicklung ist mäandrierend, weshalb ein Mittelwert berechnet wurde. Das Wasser scheint kaum getrübt, ebenso wenig ist ein starker Geruch wahrzunehmen.

Als nächstes führten wir chemische Untersuchungen an Gewässerproben durch. Mithilfe des Untersuchungsmaterials konnten wir Parameter wie pH-Wert, Ammonium-, Nitrat- und Phosphatkonzentration überprüfen.

Danach wurde es spannend, als im Bach unterschiedlichste Tierarten entdeckt werden konnten, die auf den ersten Blick kaum zu sehen waren. Mit Keschern und etwas Geduld waren die kleinen Tiere dennoch zu finden, zum Beispiel Eintags- und Köcherfliegenlarven, Flohkrebse, Wasserasseln und sogar ein winziger Jungfisch. Zwischendurch war natürlich auch Zeit für Pausen am gemeinsam organisierten Buffet.

Neben der Fauna sind wir auch der Flora näher auf den Grund gegangen. Mit den Bestimmungsschlüsseln gelang es Wurmfarne, Sternmoos und Schwarzerlen zu identifizieren, auch wenn der Bewuchs im und um das Gewässer insgesamt sehr gering ausfällt.

Mittels eines Readers wurden noch viele weitere Informationen an die Hand gegeben, welche nützlich waren, um mehr über die Natürlichkeit eines Fließgewässers zu erfahren.

Zum Schluss kamen wir auf sehr positive Ergebnisse! Der Kasselbach ist noch sehr naturnah und nicht belastet, wie die verschiedenen Zeigertiere und -pflanzen bestätigen können. Auch die Wasserproben zeigen: Der Kasselbach weist eine hohe Gewässergüte auf, was unter anderem auch den fehlenden Pflanzenbestand im Wasser erklärt.

Erhöhte Ammonium- und Nitratwerte würden den Pflanzenbestand wie Dünger begünstigen. Hohe Werte würden also auf eine Belastung hinweisen. Wir Menschen beeinflussen sie erheblich, denn über Abwässer und z.B. Landwirtschaftsabfälle gelangen die Stoffe in übermäßig hohen Mengen in die Gewässer, wodurch diese immer weniger lebensfreundlich für ein vielfältiges Artenreichtum werden. Auch anthropogene Einflüsse durch Bebauung und Begradigung des  Fließgewässers verändern und beeinträchtigen seine Eigenschaften massiv.

Wegen dieser Folgen auf unsere heimischen Ökosysteme ist es wichtig, dass wir uns mit dem Thema befassen und so einen verantwortungsbewussten Umgang mit der Umwelt erfahren.

                                                           (Antonia Ceric, Biologie GK am Grimmelshausen Gymnasium)

Weiterlesen

Forschungspraktikum …

 … am Georg-Speyer-Haus in Frankfurt – ein Einblick! 

Die Schülerin Vivien Grieb und der Schüler Nahuel Fernandez des Biologie Leistungskurses Q2.3 (Frau Wöll) hatten sich für Laborpraktikum am Institut für Tumorbiologie und experimentelle Therapie, dem GEORG-SPEYER-Haus in Frankfurt am Main qualifiziert. Im Folgenden berichten sie von ihren Erfahrungen.

Tumor-Mikroumgebung bei der Hirnmetastasierung
(von Nahuel Fernandez) 

Die vier Tage meines Praktikums habe ich in der Arbeitsgemeinschaft von Dr. Lisa Sevenich verbracht, die sich in ihrem Forschungsteam mit der Rolle der Tumor-Mikroumgebung bei Hirnmetastasen beschäftigt. 

Viele Krebserkrankungen können dank intensiver Forschung und den daraus resultierenden Therapiefortschritten erfolgreich behandelt werden. Metastasen, insbesondere Hirnmetastasen, stellen jedoch weiterhin die Haupttodesursache bei Tumorpatienten dar, da die verfügbaren Behandlungsmöglichkeiten wie Chemotherapeutika und Bestrahlung nur begrenzt wirksam sind. Neuartige Therapieansätze sind daher dringend erforderlich. 

Mittlerweile weiß man, dass die „Mikro-Umgebung“ eines Tumors einen großen Einfluss auf dessen Wachstum hat. Dies betrifft beispielsweise hochspezialisierte Zellen wie u.a. Neuronen, aber auch bestimmte Proteine. Um nun den Einfluss jener Zelltypen auf die Hirnmetastasierung zu erforschen, gibt es verschiedene Verfahren. Die Methode, die wir erlernt haben und anwenden durften nennt sich Immunfluoreszenz. Dies ist eine Analysemethode, bei der Antigene mittels Antikörper, an die ein Fluorochrom (=fluoreszierender Farbstoff) gebunden ist, markiert und somit sichtbar gemacht werden. In einem ersten Schritt haben wir Gehirnschnitte von Mäusen mit Hirnmetastasen als Gewebeproben angefertigt und diese dann mit jenen fluoreszierenden Antikörpern markiert, um die verschiedenen Gewebsbestandteile in einem Konfokalmikroskop sichtbar zu machen. Durch die entstandenen Bilder lassen sich Rückschlüsse auf den Einfluss der umliegenden Zelltypen auf die Tumorzellen ziehen. So könnten wir bestätigen, dass bestimmte Zellen, die eigentlich das Gehirn vor Tumorzellen abwehren sollen, vom Tumor „umprogrammiert“ werden können, sodass sie gesundes Gewebe und nicht den Tumor angreifen. 

Ein langfristiges Ziel ist, diese Interaktion zwischen Tumoren und ihrem umliegenden Gewebe besser zu verstehen, um in Zukunft effizientere Therapien anbieten zu können. Eine Möglichkeit wäre, den Tumor eines Patienten in künstlichen Geweben zu vervielfachen, um somit auszuprobieren, welche Therapieform am besten geeignet ist.

Insgesamt war das Praktikum eine großartige Erfahrung, weil ich hautnah miterleben durfte, welche Ansätze die aktuelle Tumorforschung verfolgt und wie Wissenschaftler in Laboren arbeiten. Man lernt aber auch die Schattenseiten kennen, z.B. wie lange es dauert, bis man valide Ergebnisse erhält und dass des Öfteren Versuche nicht funktionieren. Die Tatsache, dass in meiner Gruppe nur Englisch gesprochen wurde, war zwar am ersten Tag gewöhnungsbedürftig, wurde aber schnell zur Routine.

Darmkrebs-Organoide in der Krebsforschung
(von Vivien Grieb Q2.3 )

Die Arbeitsgruppe von Dr. Henner Farin forscht an sogenannten Organoiden. Dabei handelt es sich um wenige Millimeter große, organähnliche Mikrostrukturen. Unter geeigneten Kulturbedingungen können Organoide aus einer beziehungsweise wenigen Gewebezellen, embryonalen Stammzellen oder induzierten pluripotenten Stammzellen gezüchtet werden. „Tumor-Organoide” könnten in der zukünftigen personalisierten Krebsmedizin eingesetzt werden. 

Auf dem ersten Bild (rot-blau angefärbtes Organoid) ist ein „intaktes“ Organoid abgebildet, das sich aus pluripotenten Stammzellen des Darms entwickelt hat. Daher auch die Einstülpungen. Man könnte das Organoid umgangssprachlich als „Mini-Darm“ bezeichnen. Bei allen Organoiden sind zum einen die Zellkerne, zum anderen die Zytoskelette mit fluoreszierenden Stoffen markiert. Die Zellkerne – beziehungsweise die DNA im Nucleolus – erscheinen daher unter dem Mikroskop bei UV-Licht Bestrahlung blau, die Zytoskelette rot. Hier sind die Einstellungen des Mikroskops so gewesen, dass man beide Zellorganellen sehen kann. 

Auf dem zweiten Bild ist ein durch eine Krankheit verändertes Organoid zu sehen, gewonnen aus den Stammzellen veränderter Darmzellen, die eine Genmutation aufweisen, sodass der Darm keine Einstülpungen ausbildet und der Organismus über normalem Wege keine Nährstoffe aufnehmen kann und intravenös ernährt werden muss. 

Das Praktikum brachte mir einen detaillierten Einblick in die vielfältigen methodischen Arbeitsweisen eines Labors im Allgemeinen und in den Arbeitsalltag eines/einer Forschers/Forscherin.

Weiterlesen

Erfolgreiche Bewerbung um ein Laborpraktikum

Die Schülerin Vivien Grien und der Schüler Nahuel Fernandez des Biologie Leistungskurses Q2.3 (Frau Wöll) haben es geschafft, sich für ein in den Osterferien stattfindendes Laborpraktikum am Institut für Tumorbiologie und experimentelle Therapie, dem GEORG-SPEYER-Haus in Frankfurt am Main zu qualifizieren. Insgesamt stehen nur 15 Plätze für hessische Schüler zur Verfügung.

Den Anstoß für die Bewerbung gab der Besuch einer Vorlesung zum Thema „Krebsentstehung und aktuelle Therapieansätze“ an der Uniklinik Frankfurt, welcher von Frau Wöll unterrichtlich vor- und nachbereitet wurde. Das Interesse an den Forschungsthemen war geweckt und Vivien und Nahuel beschlossen an einer von Februar bis März stattfindenden Schülervorlesungsreihe teilzunehmen. Die beiden haben sich hierzu montags um 17.00 Uhr in der Frankfurter Uniklinik bzw. im Georg-Speyer-Haus eingefunden und brachten sich anschließend engagiert in die Diskussionsrunden ein.

Wir gratulieren den beiden und wünschen ihnen interessante Einblicke in die Tumorforschung.

Sehr herzlich bedanken wir uns bei Frau Wöll für Ihr Engagement, die Bewerbung unserer Schülerinnen und Schüler an der Forschungseinrichtung zu initiieren und auf diese Weise wichtige Impulse im Bereich der MINT-Förderung zu setzen.

(Sigrid Juchelka)

Weiterlesen

Biologie live…

Exkursion ins Genetik-Labor 

Der Biologie-Leistungskurs (Q1) besuchte am 13.12.17 im Rahmen der Unterrichtsreihe „Gentechnik“ das Lehr- und Lernlabor der Technischen Universität Darmstadt.

Als Vertiefung zu den im Unterricht erarbeiteten Fachkonzepten konnten die Schüler/innen gentechnologische Arbeitsweisen kennenlernen und selbst anwenden. Dabei handelte es sich um Verfahren, die  oftmals zur Täterermittlung eingesetzt werden und als „genetischer Fingerabdruck“ bekannt sind.  Methoden, die die Schüler/innen durchführten, waren unter anderem die Polymerase-Kettenreaktion zur Vervielfältigung von DNA-Abschnitten außerhalb der Zelle mit anschließender Gelelektrophorese. Letzteres dient dazu, DNA-Moleküle in einem Gel unter Wirkung eines elektrischen Felds aufgrund ihrer Ladung und ihrer unterschiedlichen Molekülmasse zu trennen. 

In Zweierteams führten die Schüler/innen anhand eines Versuchsskriptes alle Einzelschritte selbständig durch, wobei besondere Konzentration und Präzision beim Pipettieren geboten war.  Zwar ging es an diesem Tag nicht um die Klärung eines Kriminalfalls, doch die bei der Auswertung und Diskussion der Elektropherogramme ließen beeindruckende Ergebnisse zu. 

Dieser authentische Einblick in moderne Methoden und Arbeitsweisen der Biologie an einem  universitären Institut stellte nach Meinung der Schüler/innen eine interessante Erfahrung dar. 

(Franziska Wöll) 

Weiterlesen

Der Preis der Schokolade – ist das noch fair?

Der Biologie-Leistungskurs (Q2) von Franziska Wöll besuchte am 27.06.16 im Rahmen der Unterrichtsreihe „Ökologie“ den Palmengarten Frankfurt.

Als Vertiefung zu den im Unterricht erarbeiteten Fachkonzepten gingen die Schülerinnen und Schüler unter anderem den Standortanpassungen des Kakaobaums im Regenwald des Tropicariums auf den Grund. Nach einer kurzen Führung zur Ökologie der Kakaopflanze erarbeiteten die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen anhand von abwechslungsreichen Aktionselementen (Beobachtungsaufgaben, Filmsequenzen, Interview-Ausschnitten, etc.) die ökologischen und gesellschaftlichen Folgen des Kakaoanbaus. Bei einem anschließenden „Planspiel“ nahmen die Schülerinnen und Schüler unterschiedliche Partizipationsmöglichkeiten wahr, indem sie in der Rolle des Verbrauchers, Plantagenbesitzers, Konzernchefs, lokalen Politikers etc. über fairen Handel, wirtschaftliche Interessen und nachhaltigen Kakaoanbau kontrovers diskutierten. Gemeinsam wurden mögliche Lösungsansätze angedacht.
Abgerundet wurdet der Vormittag mit der Herstellung einer eigenen Kakao-Creme und der Verköstigung diverser Fair Trade (Bio) Schokoladensorten. „Eine Flut an Gütesiegeln über die man sich erst mal einen Überblick verschaffen muss“, kommentierte dabei eine Schülerin. Die Exkursion in den Palmengarten stellte eine gelungene Alternative zum klassischen Lernort „Schule“ dar.
(Franziska Wöll)

Weiterlesen
1 2