International Science Academy Estland

In den Oster- und Herbstferien 2007 bot sich für mich die Möglichkeit, an der vom Heidelberger Life-Science-Lab organisierten International Science Academy, kurz ISA, Estland teilzunehmen. Das Life-Science-Lab fördert naturwissenschaftlich besonders interessierte Schüler aus ganz Baden-Württemberg mit verschiedenen Angeboten, die von wöchentlichen Freitagsvorträgen über AGs und Wochenendseminare bis hin zu den ISAs reichen. Diese haben Schüler z.B. schon nach Portugal, Israel, Kenia oder Amerika – und dieses Jahr eben auch zum ersten Mal nach Estland geführt.
Das Konzept einer ISA ist einfach, aber genial: Schüler gehen für zwei bis vier Wochen an eine Universität ins Ausland, um dort an bestehenden Forschungsprojekten mitzuwirken und so einen „hautnahen“ Einblick in internationale Forschung zu erhalten. Das besondere an der ISA Estland: Sie ist mit einem Austausch zwischen estnischen und deutschen Jugendlichen verbunden – die Akademie ist also aufgeteilt in Teil I, der in Estland, genauer gesagt Tartu, stattfindet, und Teil II in Heidelberg. Akademiesprache ist Englisch.

Die Gruppe in der alten Aula der Universität Heidelberg

Anfang April 2007: Trotz unserer Vorbereitungstreffen auf die zwei Wochen in Estland ist vielen der „Kulturschock“ schon am winzigen Flughafen in Tallinn anzumerken. Wir fühlen uns, als seien wir mitten im Nirgendwo. Paradoxerweise taucht dann kurz vor unserem Ziel an einem Grashügel der Schriftzug „Hollywood“ auf. Estnischer Humor?! 
Die Esten, so steht es im Reiseführer, seien „reserviert, schweigsam und zurückhaltend“, doch davon merken wir eigentlich kaum etwas. Alle sind gespannt auf die bevorstehenden zwei Wochen, die Arbeit in den Laboren und die Diskussionen in der sogenannten „Bioethik-Woche“, für die hochkarätige Wissenschaftler eingeladen wurden.
Doch warum fiel die Wahl eigentlich auf Estland? Obwohl man es vielleicht nicht erwartet, ist Estland besonders in der Forschung ganz vorne mit dabei: So wird beispielsweise im Moment eine Gendatenbank aufgebaut, die gesundheitliche Daten und Genmaterial aller estnischen Bürger speichern soll. Sie ist derzeit das weltweit größte Projekt dieser Art. Man erhofft sich zum Beispiel, mit ihrer Hilfe neue Medikamente zielgerichtet entwickeln zu können. Im Moment befinden sich die Daten von rund 10000 Esten in der Datenbank. Die Initiatoren des Projekts sind zuversichtlich, bis 2010 alle registriert zu haben. 
Wie auch in Deutschland wird Forschung hier in Estland auf sehr hohem Niveau betrieben. Den Instituten der Universität ist das zwar meist auf den ersten Blick nicht anzumerken, doch beim Blick hinter die Türen der Labore findet man modernste Technik und neueste Geräte auf engstem Raum. Die Wissenschaftler sind unglaublich freundlich und offen. Während andere Schüler sich mit dem Reaktionsverhalten von Sulphiden beschäftigen oder den axonalen Transport von Organellen in Neuronen untersuchen, ist es unsere Aufgabe, illegale Farbstoffe in Gewürzen nachzuweisen. Die sogenannten „Sudan Farbstoffe“ sind häufige Bestandteile von Lacken, Ölen oder Benzin. In Nahrungsmitteln sind sie in der Europäischen Union jedoch verboten, da sie im Verdacht stehen, krebserregend zu sein. Da sie trotzdem manchmal, was illegal ist, zur Farbintensivierung bei Gewürzen verwendet werden, lohnt es sich, sich mit diesem interessanten Thema zu beschäftigen.
Die Methode, die wir für unsere Versuche anwenden, ist die sogenannte Hochdruckflüssigkeitschromatographie (kurz HPLC von engl. high pressure liquid chromatography), die es ermöglicht, ein Gemisch aufzutrennen, sodass Einzelkomponenten identifiziert werden können. 

Der Chromatograph in „unserem“ Labor

Schematische Darstellung einer HPLC-Apparatur:

Das Trennprinzip funktioniert folgendermaßen: Die zu analysierende Substanz wird in einem Eluenten (Laufmittel; z.B. Acetonitril + Puffer) gelöst. Diese neue Mischung stellt dann die sogenannte „Mobile Phase“ dar, die unter hohem Druck durch eine Säule, die eine stationäre Phase enthält, gepumpt wird. Bei der sogenannten „normal phase (NP) HPLC“ (im Gegensatz zur „reversed phase HPLC“), mit der wir gearbeitet haben, ist die stationäre Phase polar und besteht z.B. aus Silicagel. Je nach Polarität der verschiedenen Bestandteile des Analyten unterscheidet sich die Zeit, die diese benötigen, um durch die Säule zu „wandern“. Bei der NP HPLC verbleiben polare Moleküle länger in der Säule, da sie von der stationären Phase adsorbiert werden – unpolare Moleküle hingegen verlassen die Säule schnell. Die Zeit, die eine Substanz (also ein Bestandteil des Analyten) benötigt, um durch die Säule zu wandern nennt sich Retentionszeit. Sie ist für jede Substanz unterschiedlich. Ein Detektor am Ende der Säule (z.B. ein UV/VIS-Detektor) produziert ein elektrisches Signal für jede Substanz, die die Säule verlässt. Das Signal wird dann in einem computergenerierten Chromatogramm veranschaulicht, wobei ein Maximum des Graphen eine neu eluierte Substanz zeigt. Auf die Konzentration der Substanz im Analyten kann durch Integration der Fläche unter dem zugehörigen Maximum des Graphen geschlossen werden – je größer sie ist, desto größer ist auch die Konzentration. 
Es bietet sich an, zusätzlich zum Analyten „quality control“-Lösungen durch die HPLC laufen zu lassen. Sie enthalten bekannte Konzentrationen bestimmter Substanzen. Liegt die dem Chromatogramm entnommene, durch HPLC bestimmte Konzentration im Bereich der tatsächlichen Konzentration, so kann man sicher gehen, dass die Ergebnisse der HPLC realistisch und somit verwertbar sind. 

Bei der Laborarbeit

In der zweiten Akademiewoche stehen dann Diskussionen zu verschiedenen Themen der Bioethik im Vordergrund. So wird zum Beispiel über die schon zuvor erwähnte Gendatenbank gesprochen, ebenso wie über das kontroverse Thema Stammzellenforschung. Gemeinsam wird u.a. die moralische Vertretbarkeit von Forschung am „potentiellen Menschen“ hinterfragt, wobei die Meinungen von estnischen und deutschen Schülern stark auseinandergehen. Während die Esten die Verwendung von Stammzellen zu Forschungszwecken generell befürworten, herrscht bei den deutschen Teilnehmern Skepsis vor. Eine Einigung ist jedoch nicht das Ziel der Diskussionen. Vielmehr geht es darum zu erfahren, wie in anderen Ländern über derart brisante Themen gedacht wird. 

Oktober/November 2007: Die Esten sind zu Besuch in Heidelberg! Alle Teilnehmer wohnen während der zwei Akademiewochen gemeinsam in der Jugendherberge in direkter Nähe zum Campus. Die Schülergruppen sind für die Praktika diesmal in verschiedenen Einrichtungen der Universität untergebracht. Meine estnische Partnerin und ich absolvieren unser Praktikum diesmal im Chemisch-Analytischen Labor der Medizinischen Klinik, wo wir erneut die Möglichkeit haben, mit HPLC zu arbeiten und noch mehr Laborerfahrung zu sammeln. 
Die zweite Woche gestaltet sich ähnlich wie in Estland, diesmal mit den Schwerpunktthemen Gentechnologie, Informed Consent, Pränatale Diagnostik und Sicherheit von Medikamenten. 
Die Atmosphäre ist gleich von Beginn der Akademie an sehr angenehm. Besonders bei Diskussionen ist es von Vorteil, dass wir uns schon besser kennen – auf etwas „extremere“ Standpunkte sind wir bestens vorbereitet. Ein Besuch bei der Chefin der Bioethik-Kommission im Europarat und im Europaparlament runden unsere Akademie ab.

Die Teilnahme an der ISA Estland hat sich für mich in vielerlei Hinsicht gelohnt: Ich habe nicht nur einen Einblick in aktuelle Forschung bekommen und viel neues englisches Fachvokabular gelernt, kontroverse Themen diskutiert und dabei die unterschiedlichsten Standpunkte und Meinungen gehört, sondern auch noch nebenbei die estnische Kultur, Land und Leute kennengelernt und neue Freunde gefunden. Eine tolle Erfahrung, die ich zu jeder Zeit wiederholen würde! 

Bei weiteren Fragen zur ISA Estland oder zum Heidelberger Life-Science-Lab können Sie sich gerne an mich wenden: frauke.jensen@web.de

Frauke Jensen, Klassenstufe 13