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Potsdamer Nachwuchsbiologen bei „Jugend forscht“ ausgezeichnet

Bildungsministerin Anja Karliczek (Mitte) gratulierte den jungen Preisträgern bei der Verleihung am 19. Mai 2019. Foto: Kristian Müller

Bildungsministerin Anja Karliczek (Mitte) gratulierte den jungen Preisträgern bei der Verleihung am 19. Mai 2019. Foto: Kristian Müller

Zwei Potsdamer Schüler wurden beim diesjährigen Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ in Chemnitz ausgezeichnet. Die 18-jährige Janika Müller vom Hermann-von-Helmholtz-Gymnasium erhielt für ihren „Schnelltest für Gluten-Allergiker“ den mit 1.500 Euro dotierten dritten Preis im Fach Biologie. Der 15-jährige Marik Müller, ebenfalls vom Potsdamer Helmholtz-Gymnasium, entwickelte eine Idee, wie Antibiotika im Laborabfall entschärft werden können. Dafür belegte er den mit 1.000 Euro dotierten vierten Platz in Biologie. Beide Preise wurden von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren mit Unterstützung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung – UFZ vergeben. Betreut wurden die beiden Nachwuchswissenschaftler von Katja Arndt, Professorin für Molekulare Biotechnologie an der Universität Potsdam.

Frau Arndt, was hat Ihrer Ansicht nach die Jury von den beiden Schülerprojekten überzeugt?

Die offiziellen Auswahlkriterien der Jury beinhalten Thema, Durchführung und Ergebnis der Arbeit aber auch die Präsentation. Im Anschluss an den Wettbewerb gab es für jeden ein persönliches Feedback der Jury: Sie lobte sowohl Janika als auch Marik für ihre gut strukturierte Arbeit, die sehr gute Vortragsweise sowie das überdurchschnittliche Fachwissen zu den Hintergründen und den benutzen Methoden.

Worum genau geht es in den beiden Projekten?

Das Projekt von Janika beschäftigt sich mit der Detektion von Gluten in Lebensmitteln. Ihr Ziel war es, einen einfachen und preisgünstigen Schnelltest zu entwickeln, den Betroffene beispielsweise im Restaurant einsetzen können. Hierfür vereinfachte sie die Extraktion von Gluten und generierte einen „Minibody“, ein antikörperähnliches Molekül. Die Messung des Glutens mit dem Minibody erfolgte zunächst mit Laborgeräten. Parallel bastelte Janika jedoch an einem eigenen Detektor. Hierbei werden an einer funktionalisierten Oberfläche mit einem kleinen Laser und einem Lichtsensor kleinste Verschiebungen der Lichtintensität ermittelt und über einen Arduino – einer Physical-Computing-Plattform – zeitaufgelöst aufgezeichnet. Damit soll analog zum kommerziellen Gerät die Bindung von Gluten an den immobilisierten Minibody aufgespürt werden.

Marik ist bereits im dritten Jahr bei „Jugend forscht“ dabei. In seinem letztjährigen Projekt ging es um die Entstehung von Antibiotika-Resistenzen, und bei seinen Arbeiten fiel ihm auf, dass im Labor häufig Antibiotika bei der Anzucht von Mikroorganismen eingesetzt werden. Daher ging er der Frage nach, ob Antibiotika im Laborabfall ausreichend deaktiviert werden. Das ist wichtig, weil sie sonst – ganz ähnlich wie im Krankenhaus – zu Resistenzen führen können. Marik stellte fest, dass manche Antibiotika auch die im Labor übliche Deaktivierung durch Hitze, das sogenannte Autoklavieren, überstehen. In seiner Arbeit fokussierte er das hitzestabile Antibiotikum Chloramphenicol und versuchte, es mithilfe von Enzymen unwirksam zu machen. Da dies mit bisher bekannten Enzymen nicht effizient möglich war, untersuchte er ein noch weitgehend unbekanntes Enzym, eine Hydrolase. Durch Einfügen von zufälligen Mutationen und Selektion erhielt er aktivere Varianten und konnte mit verschiedenen Experimenten zeigen, dass diese Chloramphenicol unwirksam werden lassen.

Wie haben Sie die beiden Schüler unterstützt?

Janika und Marik haben ihre Arbeit in meinen Laborräumen durchgeführt. Meine Mitarbeiter gaben Hilfestellung bei Experimenten und unterstützten sie beim Auswerten der Ergebnisse. Die Arbeitsgruppe von Heiko Möller, Professor für Analytische Chemie in Potsdam, ermöglichte Marik zudem sehr spontane Messungen, nur eine Woche vor dem Wettbewerb. Für ihre Arbeit am Detektor erhielt Janika auch Unterstützung von der Universität Bielefeld.

Was wird aus den prämierten Ideen – werden Sie Anwendung finden?

Beide wollen gerne an ihren Projekten weiterarbeiten, um im nächsten Jahr wieder am Wettbewerb teilzunehmen. Janika plant, den Minibody optimieren und ihren Prototypen zur Gluten-Detektion weiter zu testen. Marik will die Effizienz der Hydrolase noch verbessern, damit diese im Laboralltag routinemäßig gegen Chloramphenicol eingesetzt werden kann.

Was meinen Sie, werden die beiden Nachwuchsforscher der Wissenschaft erhalten bleiben?

Janika hat dieses Jahr ihr Abitur gemacht und möchte sich gerne an der Universität Potsdam für den Studiengang Biowissenschaften bewerben. Marik hat für die Oberstufe Biologie, Chemie und Physik gewählt, und plant nach dem Abitur auch ein Studium im Bereich Biowissenschaften, Biochemie oder Biotechnologie. Wo das sein wird, weiß er allerdings noch nicht.

Nähere Informationen zum „Jugend Forscht“-Wettbewerb und den Preisträgerinnen und Preisträgern unter: www.jugend-forscht.de/wettbewerbe/bundeswettbewerb-2019/preistraeger.html

Fotos zum Download: Kristian Müller

Text: Jana Scholz
Online gestellt: Jana Scholz
Kontakt zur Online-Redaktion: onlineredaktionuni-potsdamde