Verwandtschaftsverhältnis zwischen Bakterien aufgedeckt – Exkursion zum XLab in Göttingen

Um die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Bakterien zu bestimmen und einen phylogenetischen Stammbaumanalyse zu erstellen, machten wir Schülerinnen und Schüler des Bio-LK (Q2) gemeinsam mit unserer Lehrerin Frau Hartmann und einigen Mitschülern aus den Bio-GK nun eine Exkursion zum XLab der Universität Göttingen.

Nach einer herzlichen Begrüßung und einer kurzen Einführung ging es bei unserem Besuch im XLab darum, das Rätsel der Verwandtschaftsbestimmung unter verschiedenen harmlosen Bakterienstämmen zu bestimmen, was einige nacheinander ablaufende Schritte erfordert:

Begonnen wird zunächst mit der Isolierung der bakteriellen rRNA aus einem zuvor kultivierten Stamm. Hierbei war es wichtig, mit der Pipette besonders vorsichtig zu sein, da das Nährmedium nicht beschädigt werden sollte und teilweise nur geringe Mengen der Bakterienkulturen benötigt wurden. War dieser Schritt geschafft, konnten wir die isolierte RNA mithilfe der bekannten PCR-Methode vervielfältigen.

Während einer kurzen Mittagspause verblieb die isolierte RNA im Thermocycler, einem „Wasserbad“, welches das wiederholte Erhitzen und Abkühlen der RNA vollautomatisiert durchführte. Nach 30 Zyklen erhielten wir die vervielfältigte Bakterien-rRNA, die für die nächsten Schritte des Versuches benötigt wurde.

Nun folgte der letzten Schritte unseres Experiments, die Gelelektrophorese. In diesem Analyse-Prozess wird die rRNA in vorbereitete Taschen eines zuvor vorbereiteten Agarosegels eingefüllt, das die verschiedenen RNA-Fragmente nun mithilfe ihrer negativen Ladung anhand ihrer Länge separiert. Dies gab uns die Möglichkeit, unsere Ergebnisse zu überprüfen, weil das Gel die rRNA-Fragmente für das menschliche Auge sichtbar macht. Weil wir selbst keine Sequenzierung unserer rRNA vornehmen konnten, erhielten wir von der Laborleitung rRNA-Sequenzen, mit denen wir mithilfe eines Computerprogramms die Verwandtschaft der einzelnen Bakterienstämme anhand der rRNA-Basensequenz aufzeigen und in einem phylogenetischen Stammbaum darstellen konnten. Dadurch war noch einmal deutlich zu sehen, dass die einzelnen Bakterien trotz ihres unterschiedlichen Aussehens und ihrer unterschiedlichen Lebensräume trotzdem miteinander verwandt waren.          

Für uns alle war es ein besonderer Tag, der uns noch einmal gezeigt hat, wie spannend das Fach Biologie ist!