1.Die DNA auf der Sonnenbank

Der Biologie-Kurs beschäftigt sich mit dem Effekt von UV Licht auf das Bakterium Escherichia coli. Der Kurs beginnt mit einem kurzen theoretischen Teil, um den wissenschaftlichen Rahmen festzulegen. Anschließend betreten die Schülerinnen und Schüler das Labor, wo sie selbst praktische Experimente durchführen können. Zum Abschluss des Tages werden die erzielten Ergebnisse kritisch diskutiert und ausgewertet.

Ausgestattet mit Laborkitteln und Handschuhen bekommen die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Techniken der wissenschaftlichen Forschung auszuprobieren:

• DNA-Isolation
• Polymerase-Kettenreaktion
• Gelelektrophorese

2. Das Enzym Dld3 bekennt Farbe

In diesem Kurs werden die Schülerinnen und Schüler die Welt der Proteine und insbesondere der Enzyme entdecken. Sie werden proteinspezifische Laborgeräte und -techniken kennenlernen und in begleitenden theoretischen Erklärungen mit dem wissenschaftlichen Kontext vertraut gemacht, der eng mit der laufenden Forschung verbunden ist. Außerdem werden die angewandten Labormethoden, welche die Schülerinnen und Schüler verwenden, näher erklärt.

Ausgerüstet mit Laborkitteln, Handschuhen und Schutzbrillen haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Forschungstechniken zu erlernen:

• Proteinextraktion aus Escherichia coli und Zellen
• Proteinaufreinigung über spezifische Säulen
• SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese
• Substratspezifitätstest

3. Krebsforschung entdecken – Teil 1

Während dieses neuen eintägigen Kurs haben Schülerinnen und Schüler die einmalige Gelegenheit, mehr über den biomedizinischen Hintergrund von Krebs und über die Arbeit der Wissenschaftler zu erfahren, die sich mit dieser Gruppe von Krankheiten befassen. Der Workshop beginnt mit einem kurzen theoretischen Teil, um den wissenschaftlichen Rahmen festzulegen und die Studierenden in einen Dialog über das Thema einzubeziehen. Anschließend betreten die Schüler das Labor, wo sie selbst praktische Experimente durchführen können. Zum Abschluss des Tages werden die erzielten Ergebnisse kritisch diskutiert und ausgewertet.

Ausgestattet mit Laborkitteln, Handschuhen und Schutzbrillen bekommen die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Techniken der wissenschaftlichen Forschung auszuprobieren:

• Manipulation und Beobachtung menschlicher Krebszellen unter einer Sterilwerkbank
• Zählung und Lebensfähigkeitstest der kultivierten Zellen
• RNA-Extraktion und Quantifizierung

Wenn Sie an diesem Kurs teilnehmen möchten, müssen Sie mindestens zwei Wochen im Voraus buchen, da die Kultivierung der Krebszellen etwas Zeit benötigt!

4. Krebsforschung entdecken – Teil 2

Der erste Schritt in der Krebsforschung besteht darin, den molekularen und genetischen Hintergrund einer bestimmten Krebserkrankung zu verstehen. Dies untersuchen die Schülerinnen und Schüler in unserem Kurs „Krebsforschung entdecken - Teil 1“. " Krebsforschung entdecken -Teil 2" ermöglicht es ihnen, weiter ins Detail zu gehen und ein besseres Verständnis für die translationale Forschung zu erlangen, die zur Heilung dieser Krankheit erforderlich ist.

Wie können wir einen bestimmten Krebs behandeln? Welche Medikamente könnten wirksam sein? Warum entwickeln einige Patienten Resistenzen gegen bestimmte Medikamente? Und wie können wir damit umgehen? Dies sind einige der Fragen, mit denen sich die Schülerinnen und Schüler während dieses Kurses befassen werden. Außerdem wechseln sich praktische Einheiten im Labor mit theoretischen Erklärungen zu Hautkrebs ab. Zusätzlich werden relevante Stoffwechselwege und Behandlungsansätze erläutert. Die Schüler erwerben vertiefte Kenntnisse zum Thema und lernen die Bedeutung der aktuellen Forschung kennen.

Ausgestattet mit Laborkitteln, Handschuhen und Schutzbrillen bekommen die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Techniken der wissenschaftlichen Forschung auszuprobieren:

• Quantifizierung von aus menschlichen Hautkrebszellen extrahierter RNA
• Umwandlung der RNA in komplementäre DNA (cDNA)
• Quantitative Echtzeit-Polymerasekettenreaktion (qRT-PCR)

Dieser Kurs kann als eintägige Veranstaltung, aber auch in Kombination mit dem Kurs „Krebsforschung entdecken – Teil 1“ als zweitägige Veranstaltung gebucht werden. Teil 1 ist keine Voraussetzung, um an Teil 2 teilzunehmen. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Dr. Maren Krüger.

5. ELISAs Spitzenforschung in der Landwirtschaft

Wie können wir eine bessere landwirtschaftliche Produktion erreichen? Wie lassen sich Erträge erhöhen? In diesem neuen Kurs lernen die Schüler Techniken kennen, die wir zur Beantwortung dieser Fragen verwendet werden, beispielsweise das Impfen von Pflanzen oder die Erstellung genetisch veränderter Organismen (GVOs). Die Teilnehmer befassen sich mit diesem Thema am Beispiel der Tomate (Solanum lycopersicum) und dem Pepino-Mosaik-Virus, das Tomatenpflanzen befällt. Nach einer Einführung in die Kultivierung von Tomaten sowie in die Virologie begeben sich die Schülerinnen und Schüler ins Labor, um in praktischen Experimenten herauszufinden, ob einzelne Pflanzen geimpft wurden oder nicht. Anschließend behandelt eine kurze Präsentation die Themen GVOs und Restriktionsenzyme - Proteine, die in der Gentechnik verwendet werden, um die DNA an bestimmten Stellen in Fragmente zu zerschneiden. Die NachwuchswissenschaftlerInnen ermitteln dann mithilfe von Labortechniken die Identität der verschiedenen Restriktionsenzyme.

Ausgerüstet mit Laborkitteln, Handschuhen und Schutzbrillen haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Forschungstechniken zu erlernen:

• Enzymatisches Immunadsorptionsverfahren (Enzyme-linked Immunosorbent Assay – ELISA)
• Agarose-basierte Gelelektrophorese
• Restriktionsenzym-Assay

6. Manche mögen's heiß - Ein systembiologischer Ansatz

Die Systembiologie ist ein auf der Biologie basierendes interdisziplinäres Studiengebiet, das sich mit komplexen Wechselwirkungen innerhalb biologischer Systeme beschäftigt. Sie verbindet Biologie, Informatik und Systemwissenschaften. Dier im Labor erzeugten biologischen Daten werden mit Hilfe von computergestützten Ansätzen analysiert, wobei das gesamte biologische System und nicht nur einzelne Parameter berücksichtigt werden. Die Wechselwirkungen zwischen den Komponenten in biologischen Systemen werden analysiert, ebenso wie diese Wechselwirkungen die Funktion und das Verhalten des Systems beeinflussen, z. B. Enzym und Metaboliten in einem Stoffwechselweg.

In diesem Kurs wird die Aktivität eines Enzyms namens ß-Galactosidase (ß-Gal) analysiert. Das betreffende Enzym ist an der Aufspaltung von Laktose in Glukose und Galaktose beteiligt. Die Reaktionsgeschwindigkeit von Enzymen, die Substrate in einer bestimmten Weise verändern, wird durch Parameter wie die Temperatur und den pH-Wert eines Systems beeinflusst, die die enzymatische Reaktion beschleunigen oder verlangsamen. Nach einer theoretischen Einführung machen die Schülerinnen und Schüler erste Erfahrungen mit der Software CellDesigner^TM und erarbeiten ein eigenes Rechenmodell des Laktose-Wegs. Sie lernen, welche biologischen Daten benötigt werden, um das Modell zu optimieren. Diese Daten werden im Labor selbst generiert. Am Ende des Tages werden sie in der Lage sein, die folgenden Fragen zu beantworten: Hängt die Aktivität von ß-Gal von der Temperatur ab? Ist es möglich, die Aktivität von ß-Gal rechnerisch zu modellieren?

Ausgestattet mit Laptops und Laborkitteln haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Forschungsthemen zu entdecken:

• Laktose-Stoffwechsel in Zellen
• Laborversuche zur Bestimmung der Michaelis-Menten-Konstante und der Geschwindigkeitsrate der enzymkatalysierten Reaktion
• Computergestützte Modellierung der temperaturabhängigen Aktivität des Enzyms ß-Galactosidase mit der Software CellDesigner^TM

7. Die Parkinson-Krankheit verstehen - Tierforschung und Alternativen

Parkinson ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung und betrifft derzeit mehr als 1,2 Millionen Menschen in Europa, wobei es in Luxemburg fast 1200 bestätigte Parkinson-Fälle gibt. Dieser Kurs führt Schülerinnen und Schüler der Oberstufe in das Thema Morbus Parkinson ein und zeigt, wie die Tierforschung neue Erkenntnisse über die Krankheit liefern kann. Tierschutz und -regulierung sowie neue und innovative Ersatzmethoden werden ebenfalls thematisiert.

Ausgestattet mit Laborkitteln und Laptops haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, durch praktische Aktivitäten verschiedene Forschungsthemen zu entdecken:

• Neuronen und die Parkinson-Krankheit
• Verhaltensstudien an der Fruchtfliege Drosophila melanogaster und Forschungsalternativen
• Die 3R's der Tierforschung (Replacement, Reduction und Refinement) und wie das Wohlergehen von Versuchstieren überwacht wird

8. Forschung? Probiere es aus!

Dieser Kurs, der sich an Klassen der 5e und 4e richtet, soll den Schülerinnen und Schülern einen umfassenden Einblick in das Leben einer forschenden Person geben und lässt sie verschiedene Aspekte der biologischen Forschung erkunden. Die Klasse kann 3 von 4 einstündigen Aktivitäten auswählen, die sich auf unterschiedliche Bereiche der biologischen Forschung konzentrieren:

• DNA-Extraktion: Die Aufreinigung von genetischem Material ist der Ausgangspunkt für viele Analysen und Experimente. Die Schülerinnen und Schüler extrahieren ihre eigene DNA und lernen, wie dieses genetische Material verwendet werden kann.
• Zellkultur: Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in einem Zellkulturraum, lernen mit Zellen zu arbeiten und wie wichtig sterile Bedingungen bei der Arbeit mit diesen Zellen sind.
• Robotik und Automatisierung: Von Robotern, die Zellen automatisch pflegen, bis hin zu Screening-Plattformen mit hohem Durchsatz - die Automatisierung hat in der Forschung in den letzten Jahren stark zugenommen. In dieser Aktivität programmieren die Schülerinnen und Schüler einen Roboter, der die mühsame Aufgabe des Pipettierens übernimmt.
• Modellorganismen und Verhaltensversuche: Die Tierforschung spielt eine wesentliche Rolle bei unserem Verständnis von Gesundheit und Krankheit und bei der Entwicklung von Behandlungen für Tiere und Menschen. Die Schülerinnen und Schüler entdecken die Welt der Modellorganismen mit besonderem Schwerpunkt auf der Fruchtfliege, Drosophila melanogaster. Sie führen Verhaltensversuche mit der Fruchtfliege durch.

Diese Aktivitäten werden begleitet von Informationen über das Leben und die Arbeit eines Forschers und über andere Berufe, die mit Laborarbeit zu tun haben.

Klassenstufe und Alter der Teilnehmer

Alle Biologe-Kurse sind für Schülerinnen und Schüler der 3. bis zur 1. Klasse geeignet (im luxemburgischen Schulsystem), d.h. 15-19 Jahren.

Die einzige Ausnahme ist der Kurs "Forschung? Probiere es aus!", der für die 5. und 4. Klasse angeboten wird, d.h. 13-15 Jahren.

Sprache

Abhängig von den Wünschen der Schülerinnen und Schüler wird der Biologiekurs entweder auf Luxemburgisch, Deutsch, Französisch oder Englisch unterrichtet.

Zeitplan

Der Kurs dauert von 9:00 bis 15:30 Uhr, einschließlich einer einstündigen Mittagspause, in welcher die Schülerinnen und Schüler in einem der Restaurants auf dem Campus Belval oder in der Universitätskantine essen können. Der Zeitplan der Mittagspause ist einzuhalten, damit das Nachmittagsprogramm pünktlich beginnen kann.

Die einzige Ausnahme ist der Workshop "Ein Vorgeschmack auf die Forschung", der 4 Stunden dauert und von 9:00 bis 13:00 Uhr stattfindet.

Ort

Die Biologie Kurse finden im House of Biomedicine (Biotech I) am Campus Belval statt.

Sollten Sie mit dem Auto oder Bus kommen, folgen Sie der Autobahn A4 bis zum Ende, und anschließend den Schildern „Belval“. Am Campus ist das Gebäude BTI leider nicht ausgeschildert, bitte benutzen Sie die untenstehende Karte, um den Weg zum Gebäude zu finden. Es ist verboten, am BT I zu parken. Zwar können Busse die Schüler an der nahegelegenen Straße aussteigen lassen, sie können anschließend jedoch nicht dort stehen bleiben.

Wenn Sie mit dem Zug anreisen, so steigen Sie am Bahnhof „Belval Université“ aus. Das Gebäude BT I ist dann fußläufig in ca. 5 Minuten erreichbar. Zudem besteht die Möglichkeit, diese Strecke mit einem Bus zurückzulegen.

Teilnehmergebühr

Teilnehmergebühr für Biologiekurse: 7€ pro Schüler.
Das Scienteens Lab wird nach dem Workshop eine Rechnung senden (keine Zahlung vor Ort).

Unterrichtsmaterial

Unterrichtsmaterial für die Vorbereitung der Klasse wird den Lehrern gerne zur Verfügung gestellt, es ist aber nicht notwendig, die Schüler explizit auf diese Kurse vorzubereiten.

Zertifikat

Am Ende des Kurs erhält jeder Student ein Zertifikat, das seine Teilnahme bestätigt.

Sicherheit im Scienteens Lab

Die Biologie Kurse finden in einem Labor Biosicherheitsstufe BSL-1 statt. Diese Stufe ist angemessen, um Experimente mit bekannten Organismen auszuführen, die für Menschen nicht krankheitserregend sind. Dennoch müssen einige Sicherheitsregeln beachtet werden:

• Es müssen geschlossene Schuhe und lange Hosen getragen werden.
• Langes Haar muss als Pferdeschwanz gebunden werden.
• Im Labor, sowie auf den Fluren muss Schutzkleidung (Kittel, Handschuhe und Schutzbrillen) getragen werden.
• Es ist verboten, im Labor zu essen und zu trinken.
• Das Rauchen im Gebäude ist grundsätzlich verboten.
• Schwangeren ist der Zutritt zum Labor nicht erlaubt.
• Schüler, die unter dem Einfluss von Alkohol oder Drogen stehen, haben keinen Zutritt zum Labor.

Alle Schüler, die diese Sicherheitsmaßnahmen nicht respektieren, werden vom Kurs ausgeschlossen.

Sollten Sie Kenntnis über eventuelle Gesundheitsprobleme (z.Bsp. allergische Reaktionen) oder Behinderungen Ihrer Schüler haben, so informieren Sie uns bitte im Voraus, so dass wir entsprechende Vorkehrungen treffen können.