Das DNA-Sequenziergerät von Oxford Nanopore passt in eine Hand: Dr. Guido Klees (rechts) und
Prof. Dr. Andreas Untergasser (links) bereiten die Sequenzierung eines Genoms im Lernlabor der TU Darmstadt vor.
Das Gymnasium Michelstadt pflegt eine enge Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Darmstadt insbesondere mit dem Lernlabor für Biologie unter der Leitung von Dr. Guido Klees, das von der Merck Schulförderung gefördert wird. Diese zukunftsweisende Kooperation eröffnet unseren Schülerinnen und Schülern faszinierende Einblicke in wissenschaftliches Arbeiten weit über die Möglichkeiten des regulären Unterrichts hinaus.
Im Mittelpunkt steht dabei die Durchführung molekularbiologischer Praktika, bei denen mit professionellen Methoden gearbeitet wird, die in der Schule aus technischen, zeitlichen oder sicherheitsbedingten Gründen nicht realisierbar wären. So lernen unsere Oberstufenschülerinnen und Oberstufenschüler etwa den Nachweis von Genen mittels PCR, elektrophoretische Verfahren oder mikrobiologische Kultivierungstechniken kennen. Dabei steht stets das praxisnahe, eigenständige Arbeiten unter echten Laborbedingungen im Vordergrund ein prägendes Erlebnis, das wissenschaftliches Denken fördert und viele für ein späteres Studium in den Lebenswissenschaften begeistert.
Kern der Kooperation zwischen dem Gymnasium Michelstadt und der TU Darmstadt ist ein Projekt zur DNA-Sequenzierung mit dem Oxford Nanopore MinION – einer tragbaren Technologie, die es ermöglicht, Genomsequenzierungen in Echtzeit durchzuführen. Das Projekt wird auf schulischer Seite von Prof. Dr. Andreas Untergasser begleitet, der in vorbereitenden Experimenten das Genom von Escherichia coli im Lernlabor sequenzierte. In weiteren Schritten gelang es, auch das Genom eines Säugetiers erfolgreich zu entschlüsseln.
Dieses Projekt ist ein bemerkenswerter Schritt in der praktischen Anwendung von Genomsequenzierung, die noch vor wenigen Jahren nur in spezialisierten Labors und mit Millionen von Dollar möglich war. Beispielsweise wurde das Human Genome Project, das die vollständige Entschlüsselung des menschlichen Genoms zum Ziel hatte, mit Kosten in Milliardenhöhe realisiert. Dies war ein wissenschaftlicher Durchbruch, der Jahrzehnte der Forschung erforderte. Heute, mit tragbaren Geräten wie dem MinION, ist es möglich, ein Genom im schulischen Umfeld in wenigen Tagen zu sequenzieren und das zu einem Bruchteil der ursprünglichen Kosten. Die Technologie kann nun von unseren Schülerinnen und Schülern für eigene, wissenschaftliche Projekte zum Beispiel zur molekularbiologischen Artbestimmung genutzt werden.
Ein weiterer wertvoller Aspekt der Kooperation ist die Einbindung von Lehramtsstudierenden der TU Darmstadt, die im Rahmen ihrer Ausbildung praktische Erfahrungen am Gymnasium sammeln. Dieser Austausch bringt frische didaktische Impulse in den Unterricht und stärkt gleichzeitig die Verbindung zwischen universitärer Ausbildung und schulischer Praxis.
Ergänzt wird die Partnerschaft durch das Programm „Rent-a-Prof“, bei dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Darmstadt direkt in den Unterricht eingeladen werden, um aktuelle Forschungsthemen anschaulich und verständlich zu vermitteln. Diese Begegnungen mit echten Forschenden können unsere Schülerinnen und Schüler inspirieren und ihren Horizont in den Bereichen der Biotechnologie, Physik oder Informatik erweitern.
Die enge Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt ist für das Gymnasium Michelstadt ein zentraler Baustein moderner, wissenschaftsnaher Bildung. Gemeinsam schaffen wir Lernräume, in denen junge Menschen gefördert, gefordert und für Forschung begeistert werden.
