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1. teutolab-Akademie Systembiologie
Vom 19.09.16 bis zum 23.09.16 haben 19 Schülerinnen und Schüler der Qualifikationsphase I des Friedrich von Bodelschwingh Gymnasiums aus Bielefeld ihre Projektwoche im Rahmen der teutolab-Akademie Systembiologie durchgeführt.
Die Systembiologie verknüpft hochentwickelte experimentelle Methoden mit Wissen aus Mathematik, Physik, Informatik und Ingenieurwissen, um komplexe biologische Systeme als Ganzes zu erfassen.
Nach einer Einführung in die biologischen und mathematischen Grundlagen wurde der Modellorganismus E. coli experimentell untersucht. In der Theorie ging es zunächst darum, sich in die Genregulation des lac-Operons einzuarbeiten. Anschließend erfolgte die Anzucht der Bakterienkulturen. Das Wachstum der E. coli wurde photometrisch verfolgt und die Daten in entsprechende Graphen übertragen. Die Schülerinnen und Schüler erhielten in diesem Zusammenhang eine Unterrichtseinheit über die mathematischen Grundlagen der Modellentwicklung. In der Laborphase erfolgte der photometrische Nachweis von Beta-Galactosidase in Extrakten der E. coli und die Aufnahme der Substratabhängigkeit des Enzyms. Enzymkinetik und Wachstumskurven wurden berechnet. Die Transkriptions-Aktivität des lac-Operons wurd in Abhängigkeit von verschiedenen Zuckern getestet. Hierzu wurden die Bakterien in entsprechenden Nährmedien angezogen und gegen Ende der Lag-Phase lysiert. Mit dem Programm Celldesigner wurden im Anschluss Stoffwechselvorgänge und Regulationsprozesse simuliert und gezielt verändert.
In der zweiten Praxisphase wurde die Promotoraktivität im Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht. Hierzu wurde GFP als Reportergen genutzt. Das Reportergen ist an eine andere differentielle Genaktivität gekoppelt, in diesem Fall an das Lac-Operon oder Arabinose-Operon. Die Auswertung erfolgte am Fluoreszenmikroskop. Am Ende der Woche wurden die Arbeiten in Form von Postern in der Schule vorgestellt.