Biologie – den Geheimnissen des Lebens auf der Spur Studienwoche 2016 im Departement Biologie, 6.6. – 10.6.2016 Wie Proteine durch die Kernhülle transportiert werden Der Transport von Proteinen in den Zellkern oder vom Zellkern ins Zytoplasma ist ein essentieller Prozess in menschlichen Zellen. Er stellt sicher, dass sich diese Moleküle zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort befinden, um dort ihre Funktion ausüben zu können. Die Fluoreszenzmikroskopie ist eine wichtige Methode, um Einblicke in diesen Prozess zu gewinnen. Was geschieht, wenn Transportfaktoren der Zelle gehemmt oder genetisch komplett stillgelegt werden? In diesem Projekt am Institut für Biochemie wirst du fluoreszierende Proteine und fluoreszenz-markierte Antikörper verwenden, um am Mikroskop zu beobachten, wie Zellen darauf reagieren. Teilnehmer: 4 Personen Zum Fasten gezwungen: wie Bakterien ohne Nahrung überleben Sämtliche Zellen sind auf ihren Stoffwechsel angewiesen, um überleben und sich teilen zu können. Wenn aber die Umgebung keine Nährstoffe zur Verfügung stellt, müssen Mikroorganismen über Tage oder Wochen zwingend fasten. Wie schaffen sie das? In diesem Projekt werden wir hunderte von Stoffwechselprodukten mittels Massenspektrometrie bestimmen. Mit dieser vielfältigen und hoch-empfindlichen Technologie der modernen Biologie werden wir die raffinierte Überlebensstrategie von Darmbakterien untersuchen. Teilnehmer: 4 Personen Bakterien, die Apotheker der Natur Antibiotika sind weit verbreitet, ihr Einsatz gilt heute als selbstverständlich. Doch woher stammen die meisten Vertreter dieser Stoffklasse? Eine wichtige Quelle sind Naturstoffe aus Bakterien, die Grundlage für die meisten klinisch relevanten Antibiotika sind. Streptomyces-Bakterien, die pigmentierte Wirkstoffe produzieren In diesem Projekt am Institut für Mikrobiologe wirst du dich auf die Suche nach neuen bakteriellen Antibiotika begeben. Du wirst einen bakteriellen Extrakt herstellen und mit Hilfe eines sogenannten Agardiffusionstest untersuchen, ob eine antibakterielle Wirkung von diesem ausgeht. Des Weiteren wirst Du einen Einblick in moderne Methoden erhalten (z.B. Massenspektrometrie, Genomforschung), mit denen man Wirkstoffe aus diesem Extrakt näher bestimmen kann und die Auskunft darüber geben, ob es sich um eine neuartige Substanz handelt. Teilnehmer: 6 Personen 1/2 Dem Täter auf der Spur - mit Hilfe der forensischen Genetik Das menschliche Genom wurde sequenziert. Es gibt eine einzige, “korrekte” Sequenz des Genoms, dennoch können TV-Detektive Verbrecher aufgrund ihrer DNA identifizieren. Wie ist das möglich? Antwort: wir sind zwar alle gleich, aber trotzdem anders. Die Gene machen nur ca. 2% der gesamten DNA unserer Zellen aus. Die restliche DNA besteht aus Sequenzen, die sich während der Entwicklung des Menschen in unsere Keimzellen eingeschlichen haben: virale DNA, bakterielle Transposonen, etc.. In diesen Sequenzen sind Unterschiede vorhanden, die wir - mit Hilfe von DNA-Analyse - identifizieren und anhand derer wir Menschen voneinander unterscheiden können. In diesem Experiment werden wir am Institut für Molekulare Krebsforschung (IMCR) den „Täter“ unter uns suchen. Wir werden DNA aus unserem eigenen Speichel isolieren, vervielfältigen und analysieren. Am Schluss werden wir unsere DNA mit der am Tatort gefundenen vergleichen. Wir werden lernen, wie DNA isoliert wird, wie bestimmte spezifische Sequenzen mit Polymerase Chain Reaction (PCR) amplifiziert und anschliessend mit Gel-Elektrophorese (Bild rechts) voneinander getrennt werden. Teilnehmer: 4 Personen Poren in der Zellmembran: todbringende Bakteriengifte Eine Reihe pathogener Bakterien produziert Giftstoffe (Toxine), die andere Zellen zerstören, indem sie Poren in deren Zellmembran bilden. Einige der tödlichsten Bakterientoxine funktionieren nach diesem Prinzip, zum Beispiel das Anthraxtoxin. Auch Lebensmittelvergiftungen werden oft von Bakterien ausgelöst, die Poren-formende Toxine produzieren. Cytolysin A wird von enteropathogenen Salmonellen oder Colibakterien produziert. Wir werden in diesem Projekt die zerstörende Wirkung des Cytolysin A auf rote Blutkörperchen untersuchen. Diese sogenannte Hämolyse werden wir an Tierblut durchführen mithilfe von gereinigtem Cytolysin A. Unter Anwendung verschiedener biochemischer Methoden untersuchen wir die Dynamik der Hämolyse sowie der Porenbildung. Unterschiedliche Toxine bilden Poren unterschiedlicher Grösse und Struktur. Wir werden die von Cytolysin A gebildeten Poren mithilfe der Elektronenmikroskopie „sichtbar“ machen, um ihren Aufbau zu verstehen. Wie sehen die Poren aus, wie bilden sie sich und wie zerstören sie die Erythrozyten? Teilnehmer: 4 Personen 2/2