Black Forest Life Sciences Lab 
Im Rahmen unseres Labors in der Carl-Benz-Straße in Ohlsbach können Schülerinnen und Schüler aus der Ortenau an ihren eigenen Projekten arbeiten, aber auch Projekten von Studierenden steht unser Angebot offen.
Seit 2013 haben wir durch Mithilfe zahlreicher Sponsoren eigene Laborräumlichkeiten für die Forschung an anspruchsvollen Life-Sciences Projekten aufgebaut.
Jedes Jahr im Herbst schreiben wir dazu mehrere neue Projekte aus. Bei Interesse an einem eigenen Forschungsprojekt können sich Schülerinnen und Schüler aber auch jederzeit an uns wenden.
Betreut werden die Projekte von Ehrenamtlichen, darunter Wissenschaftler, Lehrer und Studenten. Viele Ehemalige engagieren sich auch Jahre nach ihrer aktiven Zeit im Life-Sciences-Labor, wodurch sich in den vergangenen Jahren ein Alumninetzwerk etablieren konnte.
Unser breites Spektrum deckt die Bereiche Biochemie, Mikrobiologie, Molekularbiologie und Synthetische Biologie ab.
Zu den im Labor verfügbaren Organismen zählen Bakterien (hauptsächlich E. coli), Hefen, Plflanzen (Schwerpuntk Mikroalgen) und zukünftig auch Säugerzellkulturen.
Wir ermöglichen die Nutzung folgender Techniken: (Bio)chemische Methoden und Analytik, Cloning, CRISPR/Cas-Applikationen, PCR & qPCR, Reporterversuche Western Blot, Zellkultur
Black Forest Life Sciences Lab
Angebote im Life Sciences Ohlsbach
Module
Im Rahmen von Modulen können interessierte Schülerinnen und Schüler einen ersten Einblick in wissenschaftliche Themenfelder erlangen. In unserem Life Sciences Labor bieten wir folgende Module nach Absprache an:
Module für die Mittelstufe
DNA Extraktion aus Mundschleimhaut und Früchten
DNA Spurensuche mittels Polymerase Kettenreaktion (PCR)
Module für die Oberstufe
Einführung in Molekularbiologie: Laborführerschein
Ab 2020 wollen wir auch Module zu den neuen Schwerpunktthemen CRISPR/Cas9, Zellbiologie und Algenbiotechnologie anbieten. Lehrkräfte und Schüler können sich bei Interesse an die Laborleitung wenden.
Forschungsprojekte
Der Hauptfokus unserer Arbeit liegt auf der Betreuung und Förderung von eigenständigen Oberstufen-Projektarbeiten, welche in ihrer Dauer auf ein bis zwei Jahre ausgelegt sind. Jugendliche aus dem mittleren Schwarzwald und darüber hinaus haben bei uns die Möglichkeit an wissenschaftlichen Themen im Bereich der Life Sciences zu forschen. Betreut werden sie dabei von erfahrenen Projektbetreuern, die größtenteils selbst ein eigenständiges Projekt in ihrer Schulzeit bearbeitet haben und nun ein naturwissenschaftliches Studium verfolgen. Die Forschungsprojekte werden bei nationalen und internationalen Wettbewerben präsentiert, wobei Schülerinnen und Schüler aus unserem Labor außerordentlich erfolgreich waren.
Durch unsere umfangreiche Ausstattung können wir ein breites Spektrum an möglichen Projekten anbieten. Wir freuen uns daher über Schülerinnen und Schüler, die bereits mit einer Projektidee auf uns zukommen an welcher sie forschen möchten. Daneben schreiben wir regelmäßig Projektideen aus.
Projekt- und Forschungsvorschläge
Optimierung von Mikroorganismen zur Biokraftstoffproduktion
Strategien zum Abbau von Mikropalstik
Biotechnologische Herstellung von Spinnenseide
Entwicklung eines Papier-basierten Schnelltests für Krankheitserreger
Auswahl erfolgreicher Projekte
Sensorgestütze biologische Entschwefelung von Biogas
Hintergrund: Wenn aus Gülle und Energiepflanzen im Gärbehälter Biogas entsteht, enthält dieses immer einen geringen Anteil Schwefelwasserstoff. Dieser liegt zwar in der Regel unter einem Prozent. Da er jedoch giftig ist und Gasmotoren angreift, muss der Schwefelwasserstoff dennoch extrahiert werden. Die dafür herkömmlich eingesetzten Verfahren sind allerdings teuer und aufwendig. Daher testeten die Jungforscher die Entschwefelung mit speziellen Thiothrix sp.-Bakterien. Das Ergebnis überzeugte: Die Mikroorganismen konnten hohe wie auch niedrige Schwefelwasserstoffkonzentrationen abbauen – unter dem Mikroskop waren die Schwefeleinschlüsse in den Zellen sogar erkennbar.
Katalyse im DNA-Doppelstrang: Grüne Polyanilinsynthese
Hintergrund: DNA trägt nicht nur das Erbgut, sondern kann in Form künstlich erzeugter Fragmente auch chemische Reaktionen katalysieren. Diese sogenannten DNAzyme bestehen aus einem einzigen Molekülstrang und sind somit recht instabil. Zudem ist ihre Herstellung teuer. Unser Teilnehmer entwickelte daher die Idee, ein DNAzym in das Erbgut von Bakterien einzubauen, um es biotechnisch preisgünstig zu vermehren. Dafür verlängerte er den Strang des DNAzyms und zwang ihn durch eine bestimmte Abfolge der molekularen Bausteine in eine kreuzförmige Struktur. Der katalytisch aktive Teil wird dabei nach außen gestülpt und kann frei agieren. Den neuartigen Katalysator vermehrte der Jungforscher in E. coli-Bakterien. Am Beispiel der Synthese eines technisch wichtigen Kunststoffs soll das DNAzym sein Können unter Beweis stellen.
Biosynthese von Feinchemikalien in Mikroalgen
Hintergrund: Mikroalgen wie Chlorella vulgaris produzieren in ihren Zellen energiehaltige Lipide. Wie aber erntet man die wertvollen Stoffwechselprodukte und wie kommt man vom Lipid zum allgemein nutzbaren Biodiesel? In seinem Forschungsprojekt fand der Jungforscher Antworten auf diese Fragen. Er konstruierte und testete verschiedene Bioreaktoren, in denen Algen wachsen. Ferner erprobte er physikalische und chemische Verfahren, um die Stoffe aus den Zellen zu extrahieren und in Kraftstoff zu verwandeln. Der Jungforscher ist überzeugt: Chlorella vulgaris kann stabil kultiviert werden und im technischen Maßstab Rohstoffe für Biodiesel liefern. Voraussetzung für rentable Produktionsprozesse sind jedoch das Vorhandensein von Sonnenlicht als Energiequelle, große Reaktoren und eine kontinuierliche Ernte der Lipide.
DNAzyme zur Bekämpfung von Arthritis
Hintergrund: Das Protein PAD4 steht im Verdacht, eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von rheumatoider Arthritis zu spielen. DNAzyme wiederum sind dafür bekannt, die Synthese von Proteinen zu hemmen. Die Jungforscher synthetisierten 164 verschiedene dieser einzelsträngigen DNA-Moleküle. Im Labor untersuchten sie, ob diese die als Botenstoff dienende mRNA so schneiden können, dass die Biosynthese des vermutlich schädlichen Proteins verhindert wird. Bei knapp der Hälfte der untersuchten DNAzyme stellten die Jungforscher eine Schneidereaktion fest, 14 Varianten machten sogar mehr als 80 Prozent des Botenstoffs unschädlich. Nun gibt es Hoffnung, dass DNAzyme sich auch in Zellkulturversuchen als wirksamer gegen PAD4 erweisen könnten als die bekannten PAD4-Hemmer.
Laborleitung & Betreuer
Unser Life Sciences Labor steht unter der Leitung von erfahrenen Lehrkräften und Studierenden. Das Leitungsteam wird unterstützt von ehrenamtlich tätigen Studierenden, die sich in Organisation und Durchführung von Praktika sowie Betreuung individueller Forschungsprojekte engagieren.
Durch das stetig wachsenden Interesse an Angeboten seitens der Schüler sind wir auf der Suche nach motivierten Betreuern. Interessierte Studierende können sich gerne an Daniel Heid oder Tobais Stadelmann wenden. Neben der Nachwuchsförderung können Studierende nach Absprache auch an eigenen Projekten forschen.
Kontakt
Mail:
life-sciences-labor[at]fro-ev.de