Podcast: Zellen, Bakterien, Pilze und wie man sie erforscht
Wir waren vor kurzem in einem Mikrobiologielabor, wo wir mit Bakterien, Hefezellen und unseren eigenen Zellen experimentierten. Zwei Mikrobiologen Heide und Lucas erklärten uns die Regeln, die in einem Labor gelten. Denn in einem echten Mikrobiologielabor gibt es auch gefährliche Bakterien, an denen es geforscht wird. Dann zeigten sie uns Bilder von den Bakterien, mit denen sie gearbeitet hatten und welche sie selbst gefärbt hatten.
Cholera Bakterien
Lucas erzählte uns über die Cholera Bakterie, die er erforscht hat. Diese Bakterien sind gefährlich für die Menschen, weil sie eine Krankheit verursachen. In Österreich kann man diese Krankheit eigentlich nicht bekommen, weil sich diese Bakterien in dreckigem Wasser aufhalten. Dreckiges Wasser ist meist im Krieg oder in sehr armen Ländern.
Wenn man die Cholera Bakterie schluckt, fängt das Immunsystem an sich zu wehren. Dafür greift es die Bakterie an. Deswegen bedeckt sie sich mit einer dicken Schutzhaut und vermehrt sich weiter. Keine Angst, das ist für Bakterien normal. Man kann die Cholera Bakterie loswerden, wenn man sauberes Wasser trinkt. Aber wenn es so etwas nicht gibt, kann man davon sterben.
Ihr fragt euch sicher, warum dieses Lebewesen so böse ist? Aber das ist es nicht! Bakterien haben kein Gehirn und wissen deswegen nicht was sie anstellen. Sie sind nicht gut und auch nicht böse. Sie wollen sich nur schützen und vermehren, so wie jedes andere Lebewesen auch.
Bakterien auf unseren Fingern
Das erste Experiment bestand darin, dass ich ein Haar oder ein Fingerabdruck in einer Schale namens Petri-Schale hinterließ. Eine Woche später haben sich bunte Bakterien Kolonien gebildet.
Verdünnungsreihe mit Hefe-Zellen
Dann gab es noch ein Experiment mit Hefe. Ich musste die Anzahl von Hefe-Zellen in einer Flüssigkeit zählen. Aber wie, wenn die Zellen für das menschliche Auge unsichtbar sind? Dafür haben die Wissenschaftler eine Methode, die Verdünnungsreihe heißt.
Ich musste die Hefepilz-Wasser Lösung (1g Hefe auf 1L Wasser) so lange verdünnen, sodass nur noch 50-100 Hefezellen in einem Epi-fläschchen, also kleinem Fläschchen mit Wasser, schwammen. Dafür bräuchte ich eine Präzisionspipette.
Ich richtete 6 Epi-fläschchen mit je 900 Mikro Liter Wasser her.
Dann gab ich 100 Mikro Liter hergerichteter Hefeflüssigkeit in das Fläschchen mit der Nummer 1. Im Fläschchen mit der Nummer 1 waren jetzt 1000 Mikro Liter – das entspricht 1 ml. Nun schüttelte ich das Fläschchen Nummer 1 ganz fest, sodass sich die Hefe-Zellen gleichmäßig verteilt hatten. Nun entnahm ich 100 Mikro Liter vom Hefewasser Nummer 1 und gab es in das Epi-Fläschchen mit der Nummer 2. Gleich danach wurde es geschüttelt.
Und das wiederholte ich noch 4-mal bis das Fläschchen Nummer 6 gefüllt wurde.
Anschließend nahm ich vier Petri-Schalen, wo ich je 100 Mikro Liter von Nummer 3, 4, 5 und 6 mit einer Spachtel verteilte. Jetzt musste ich ein paar Tage warten bis sich die Hefezellen mindestens 1 Million mal geteilt hatten – dann werden daraus Kolonien, die für das menschliche Auge sichtbar sind.
Eine Woche später waren auf den Petri-Schalen weiße Punkte zu sehen. Ein Punkt entspricht einer Kolonie aus 1-2 Millionen Bakterien, dabei war das mal eine Bakterie, die sich oft teilte.
- In der Schale 3 waren ca. 1452 Kolonien.
- In der Schale 4 – 442 Kolonien.
- In der Schale 5 – 56 Kolonien.
- Und in der 6. Schale – 6 Kolonien.
Nun weiß ich, dass am Ende der Verdünnungsreihe, im letzten Epi-Fläschchen 6 mal 10, also 60 Hefezellen waren. So kann ich zurückrechnen und finde heraus, dass in einem Gramm Hefe 60 Milliarden Zellen sind. Und in einem 42g schweren Hefe-Würfel – 2 Billionen 520 Milliarden Zellen!
DNA einer Zelle sichtbar machen
In diesem Experiment wollten wir unsere eigene DNA, also Erbinformationen, sehen. Auch dafür gibt es eine spannende Methode.
Ich spülte meinen Mund mit einem isotonischen Sportlergetränk, also einem gleich salzigem Getränk wie mein Körper, und spuckte es in ein Gläschen. Im Glas waren einige Mundschleimhautzellen und in jeder solcher Zelle gibt es ein Zellkern mit DNA. Die Erbinformation gibt es übrigens nicht in allen Zellen, in roten Blutkörperchen gibt es zum Beispiel keine. Die DNA ist zwei Meter lang aber sie ist dünner als ein Spinnennetz. Wenn wir nicht mal eine Zelle sehen können, dann auch keine DNA.
Um die DNA zu sehen, muss man zuerst die Zellenwand zerstören. Um das zu tun braucht man eine Mischung aus Spüli, Salz und Wasser. Dann etwas von der Mischung in die Flüssigkeit mit Spucke dazugeben. Durch das Spülmittel wird die Zellwand, die aus Fett besteht, kaputt und es bleibt nur mehr der Zellkern aus Eiweiß übrig.
Um auch den Zellkern zu zerstören gab ich Ethyl-Alkohol in die Flüssigkeit hinein. Als der Zellkern weg war, wurde die DNA sichtbar als hauchdünne weiße Fäden im gelben Sportlergetränk. Ohne Zellkern, der die DNA schützt, ging auch sie bald kaputt.
Stickstoff im Labor
Stickstoff ist interessant, denn er schmilzt bei -196°C! Der flüssige Stickstoff ist sehr gefährlich, denn wenn man einen Finger reinsteckt und ihn dann rausholt, kann man ihn zerbröseln. Wen man den Stickstoff auf die Hand schüttet, passiert nichts, denn zwischen den Härchen auf dem Arm ist ein Luftpolster und der Stickstoff kommt nicht mal zur Haut an. Aber es könnten auch Missgeschicke passieren. Also lasst die Finger davon. Und außerdem kann man sich nicht einfach so Stickstoff kaufen.
Die Mikrobiologen verwenden den Stickstoff um Bakterien schockzufrieren. Später kann man die Bakterien ausfrieren und weiter an ihnen forschen. Wenn man die Bakterien ausfriert sind sie nämlich wieder lebendig.
Bist du neugierig geworden und möchtest das selbst erleben?
Das Offene Labor Graz bietet viele coole Kurse und Workshops an.
Willst du mehr über die kleinsten Lebewesen auf der Erde wissen?
Dann schaue dir gerne an, worüber wir bereits berichtet haben: Mikrobiologie.
