Nach der Vorlesung ins Labor

Seit dem zweiten Semester begleiteten mich regelmäßig die Praktika mit der Biotechnologie. Nach anfänglichen Berührungsängsten, war das Praktikum das Highlight und alle zwei Wochen eine willkommene Abwechslung. Ich kann mich noch gut an eines meiner ersten Praktika erinnern, als wir mit Hilfe von Hefen Alkohol hergestellt haben. Die kleinen Hefen wurden in Calciumalginat eingeschlossen (immobilisiert) und sahen mit etwas Fantasie aus wie kleine Planeten, die in einem Zuckerwasser-Universum ihre Bahnen kreisten. Jede Hefe, die aus der Hülle heraus knospte, war wie ein Astronaut der sich auf den Weg ins weite Universum machte.

Durch etwas Vorbereitung, konnten während des Praktikums Fragen gewinnbringend diskutiert werden und stärkten somit den Teamgeist, nicht nur zwischen Kommilitonen, sondern auch zwischen den Lehrkräften und unserer Praktikumsgruppe. Gut fand ich auch, dass die Praktikumsgruppen immer selber bestimmt werden konnten, getreu dem Motto “Never change a running system”. Im Praktikum misslungene Versuche durften wir in unserer Freizeit freiwillig wiederholen und auch mit eigenen interessanten Experimenten waren wir immer willkommen. Unsere Praktikumsgruppe hat zum Beispiel die Wasseranalyse eines kleinen Sees in unserer Nähe (Torfgrube) durchgeführt und für unsere Bergfestspiele den pH-Wert von Säften oder anderen Getränken neutralisiert, sodass lustige Geschmacksrichtungen entstanden sind und die ursprünglichen Getränke nur sehr schwer zu erraten waren.

Doch es waren nicht nur die Praktika in denen wir viel gelernt haben, es ist auch das Engagement von unseren Lehrkräften Frau Feik und Herrn Kretschmer, welches ich in naher Zukunft vermissen werde. So ist es gelungen, die eigenen Stärken zu finden und an entdeckten Schwächen zu arbeiten. Zudem teilen Sie auch gerne Ihr Wissen und Ihre Erfahrungen um optimale Fortschritte erreichen zu können. Ich gehe also mit einem lachenden Auge aus der tollen Praktikumszeit, da maximale Produktivität und Wissen mich sehr gut auf die Zukunft vorbereitet haben, aber auch mit einem weinenden Auge, weil ich das Gefühl habe ein Teil meiner Familie verlassen zu müssen.

Absolventenportrait: In Mittweida ist man nicht nur Einer von Vielen

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Denny Jonies, Absolvent Umwelttechnik

Denny Jonies, Absolvent Umwelttechnik

„Durch meine Eltern wurde ich mit dem Bewusstsein geprägt, dass die Umwelt ein wichtiger Baustein unseres Lebens ist. Bereits im Laufe meiner Abiturzeit habe ich mich in der Umwelt AG des Gymnasiums engagiert. Ursprünglich wollte ich nach dem Abitur die Verpflichtung der Bundeswehr wahrnehmen, wurde jedoch ausgemustert, sodass ich kurzfristig eine alternative Berufsausbildung wählte. Auf Grund meiner langjährigen Tätigkeit als Barkeeper entschied ich mich für eine Ausbildung als Restaurantfachmann, da hier entsprechende Kontakte vorhanden waren und ich mir damit (hoffentlich) später das Studium gut finanzieren konnte.“

15 bis 20 Studenten statt über 100

„Während meiner Lehrzeit habe ich intensiv nach Möglichkeiten eines Studiums mit Umweltfachrichtung gesucht und mich dann 1997 für Umweltchemie in Leipzig entschieden. Das war ein Fehler. Die Studienbedingungen waren dort damals nicht gut. Es gab zum Beispiel keine Bibliotheksbücher zum Ausleihen, alles musste gekauft werden. Dies erkannte ich sehr schnell und wechselte noch in der ersten Studienwoche nach Mittweida, da ich in der Zeitung gelesen hatte, dass trotz früheren Semesterbeginns eine Immatrikulation immer noch möglich war. Einen Tag später war ich in Mittweida in den Studiengang Umwelttechnik eingeschrieben. Bereits in den ersten Tagen merkte ich, dass es im Vergleich zur Uni Leipzig die richtige Entscheidung war. Es spielte keine Rolle, dass ich später dazu gestoßen war. Ich habe trotzdem alle erforderlichen Bücher als Semesterausleihe bekommen. In den Seminaren saßen 15 bis 20 Leute statt über 100 wie in Leipzig, wo teilweise Räume und Sitzplätze bei Weitem nicht ausreichten. Ich war sofort bei Professoren und Dozenten persönlich mit Namen bekannt und nicht nur Einer von Vielen.“

„Durch eine Empfehlung meiner Professorin, Frau Prof. Dr. Radehaus, bin ich während des Studiums zum Forschungszentrum Mittweida e.V. gelangt. Hier absolvierte ich ein Kurzpraktikum, mein Praktikumssemester und meine Diplomarbeit, was bereits dazu führte, dass ich vor dem eigentlichen Abschluss eine Weiterbeschäftigung sicher hatte. Die Arbeit war sehr abwechslungsreich, da man sich sowohl mit Literaturrecherchen und theoretischem Tüfteln als auch mit experimenteller Laborarbeit frei entfalten konnte und durch die Vorgesetzten sehr gut gefördert wurde.“

Doch es kam anders als geplant

„Nach circa einjähriger projektbezogener Anstellung sollte es in Richtung Promotion gehen. Der Projektantrag war umfassend und nachvollziehbar, wurde von der Frauenhofer Forschungsgesellschaft mit sehr gut bewertet und hätte ab Mitte 2003 weitere drei Jahre lang meine berufliche Entwicklung sein können. Leider kam es mal wieder anders: Kurzfristig wurden die Fördermittel gestrichen. Das war eine schwierige Zeit, da einerseits die Arbeit sehr viel Spaß machte, jedoch die Möglichkeiten einer Übernahme des Projektes zu anderen Trägern oder gar zur Hochschule selbst durch Einstellungsstopps an den öffentlichen Einrichtungen nicht möglich war. Nach dem Motto ‚Lieber den Spatz in der Hand als die Taube auf dem Dach.‘ trat ich die Stelle als Projektingenieur für Landwirtschaft und biologische Verfahrenstechnik in einem eher kleineren Ingenieurbüro mit damals vier Ingenieuren in Chemnitz an. Der grundlegende Arbeitsinhalt in Form der Landwirtschaft und dortiger Großbetriebe war mir nicht fremd, obwohl dies nie Thema im Studium war. Ich konnte davon profitieren, dass ich in einer landwirtschaftlichen Familie aufgewachsen bin. Dem entgegen war mir der damals immer stärker wachsende Markt für Biogas sehr gut aus dem Studium und meiner praktischen Tätigkeit bekannt. Dennoch waren die ersten Monate für mich sehr schwer, da es ganztägig um die Anwendung eher trockener Gesetztexte der Umweltgesetzgebung ging. Diese waren zwar Bestandteil des Studiums, ändern sich aber fast quartalsmäßig und sind damals von uns als Studenten eher stiefmütterlich behandelt wurden.“

Unterstützung auf dem Weg zu einer möglichen Promotion

„Dem Geschäftsführer und Inhaber Dr.-Ing. Thomas Krauß dieses kleinen Ingenieurbüros verdanke ich meine weitere berufliche Entwicklung. Er hatte immer ein offenes Ohr für Probleme, Schwierigkeiten wurden gemeinsam ruhig gelöst und meine eigenen Vorstellungen sehr ernst genommen und gefördert. Aus diesem Grund wurde von ihm auch mein Wunsch unterstützt, durch ein berufsbegleitendes Masterstudium die Voraussetzungen einer späteren Promotion zu schaffen, die durch den Abbruch der Tätigkeit in der Forschung und Arbeit in der freien Wirtschaft nicht mehr so einfach war. Neben der finanziellen Unterstützung wurden mir auch zeitliche Freiräume geschaffen, so dass ein berufsbegleitendes Masterstudium über viereinhalb Jahre zum gewünschten Erfolg führte. Die geplante Promotion habe ich jedoch noch nicht begonnen, da mir hierfür momentan durch Familie und Arbeit die Zeit fehlt.“

„Während der letzten Jahre war es mir immer wieder möglich, in den verschiedenen Fachbereichen der Umwelt- und Verfahrenstechnik Weiterbildungen zu besuchen und mich in mehreren Wissensgebieten entsprechend zu qualifizieren. Dies macht die Arbeit absolut abwechslungsreich, ich habe meine Freiheiten und kann eigenständig mit Kunden und Behörden arbeiten. Dies setzt natürlich ein entsprechendes Engagement voraus und ist nicht selbstverständlich.“

Vom Projektleiter zum Geschäftsführer

„Nach knapp drei Jahren der Firmenzugehörigkeit hat mein Chef mir eine Beteiligung an einem neu zu gründenden Ingenieurbüro und die Übernahme der dortigen Geschäftsführertätigkeit angeboten, was ich sehr gern angenommen habe. Dies bedeutet neben meiner weiterhin erforderlichen Tätigkeit als Projektleiter zwar eine Zusatzbelastung, jedoch lerne ich hieraus auch viele Aspekte, die man sonst als Ingenieur eher vernachlässigt. Mein Arbeitstag verläuft fasst immer anders, als ursprünglich geplant. Im Rahmen des Projektmanagements werden verschiedene Meilensteine abgesteckt und Projekte vorangetrieben. Da ich jedoch für eine Vielzahl von Kunden der erste Ansprechpartner bin und auch meine Kollegen auf meine Unterstützung im Lösen fachlicher Probleme zählen, gibt es einfach Tage, an denen die eigene fachliche Projektbearbeitung auf der Strecke bleibt.“

„Unser Ingenieurbüro, Beratende Ingenieure Bau-Anlagen-Umwelttechnik SHN GmbH, das in den letzten Jahren langsam weiter gewachsen ist und mittlerweile 13 Ingenieure und in Summe 19 Mitarbeiter beschäftigt, ist im gesamten Bundesgebiet und auch darüber hinaus tätig. Neben einer Reihe von Umwelt-/Ingenieuren der Bereiche chemische und metallurgische Verfahrenstechnik, Landwirtschaft, biologische Verfahrenstechnik, Landschaftsplanung, Naturschutz und Umweltverträglichkeit sowie Akustik und Schallschutz sind Ingenieure für Fabrikplanung, Energietechnik und Bauingenieurwesen/Brandschutz beschäftigt. Damit ist es uns gegenüber Mitwettbewerbern möglich, in den verschiedensten Branchen Aufträge zu bearbeiten und die konjunkturellen Schwankungen verschiedener Industriebereiche abzufedern.“

„Baum pflanzen, Haus bauen, Sohn zeugen… ein großes Ziel bleibt“

„Neben der guten Verdienstmöglichkeit ist das Beste an meinem Job, dass ich heimatnah in der Region arbeiten kann und somit die familiäre Nähe erhalten geblieben ist sowie die Möglichkeiten der eigenen, freien Entfaltung ohne starre Konzernstrukturen oder festgefahrene Hierarchien. Die Veränderungen im Privatleben sind die vermeintlich ganz normalen Dinge, die sich mit dem älter werden ergeben. Nach der ersten Festanstellung folgte die erste gemeinsame Wohnung mit meiner langjährigen Partnerin. Die Hochzeit ließ dann nicht lange auf sich warten. Es folgten das erste Kind, ein erster Umzug, ein durch die Arbeit meiner Frau bedingter zweiter Umzug mit Haus- und Grundstückskauf sowie das zweite Kind.“

Mit seinem Werdegang ist Denny Jonies zufrieden: „Ich erinnere mich nicht mehr konkret daran, was ich mir vor dem Studium vorgestellt habe. Sicherlich sind immer mal wieder verschiedene Träume im Kopf gewesen. Grundlegend schwirrte aber immer die eigene Verwirklichung in Form von Buch schreiben, Baum pflanzen, Haus bauen und Sohn zeugen in mir herum. Das alles habe ich erreicht. Ich habe bereits zeitig gemerkt, dass es meist anders kommt, als man denkt, aber ich konnte immer allem etwas Positives abgewinnen. Sicherlich gibt es Leute, die noch mehr verdienen oder mehr von der Welt sehen, aber zu welchem Preis? Wenn ich das bisher erreichte mit dem vergleiche, was man mir vielleicht irgendwann mal zugetraut (oder nicht zugetraut) hat, bin ich äußerst zufrieden. Ich muss neben allem Ehrgeiz auch etwas Zufriedenheit behalten.“

„Ein großes Ziel bleibt aber noch: Irgendwann möchte ich noch promovieren.“

Den Studiengang Umwelttechnik gibt es heute in dieser Form leider nicht mehr. Dafür bietet die Hochschule Mittweida heute artverwandte Studiengänge an:

Finde den Unterschied

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Vielleicht haben sich einige gefragt „Und nun? Wie geht es jetzt weiter damit? Wozu der ganze Aufwand?“. Um ehrlich zu sein, manchmal habe ich mich das auch schon gefragt… aber dann kommen doch wieder spannende Momente, die anspornen. So wie vor 3 Wochen, als sich die „Coleanthus-Spezialisten“ aus Polen, Tschechien und Deutschland getroffen haben, um im Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft zu beraten, wie die dort vorkommenden Populationen geschützt werden können. Und dabei wurde sehr deutlich, wie wichtig es ist zu wissen, wo die Art ursprünglich herstammt und wie sie sich verbreitet. Denn darüber ist bisher nicht viel bekannt.

Also habe ich mich mit frischem Tatendrang an die weitere Auswertung gemacht. Wie funktioniert das nun eigentlich? Es geht um eine spezielle Art des ‚genetischen Fingerabdruckes‘, um damit die Ähnlichkeit der Populationen untereinander zu bestimmen. Die Theorie dahinter besagt, dass jedes Individuum Mutationen in sich trägt, die keine Auswirkungen auf die Lebensfähigkeit haben, und dennoch weitervererbt werden – sogenannte Polymorphismen. Man geht davon aus, je länger Populationen getrennt sind bzw. je weiter sie voneinander entfernt liegen, desto stärker unterscheiden sie sich durch solche Polymorphismen. Das kann man durch die Analyse des Erbgutes – der DNA – herausfinden. Ich verwende die sogenannte AFLP-Methode (AFLP = Amplified Fragment Length Polymorphism). Dazu wird die aus den Pflanzen extrahierte DNA zunächst gezielt durch Enzyme in Stücke geschnitten. Da die Enzyme immer nur an bestimmten Nukleotid-Sequenzen schneiden können, kann sich bei vorhandenen Mutationen die Anzahl und Länge der DNA-Bruchstücke zwischen den Pflanzenindividuen unterscheiden. Die Stücke werden dann mit Hilfe der Polymerase Chain Reaction (PCR) vervielfältigt und gleichzeitig mit Farbmarkern versehen. Das Gemisch der DNA-Bruchstücke wird mittels der Gelelektrophorese der Größe bzw. Länge nach aufgetrennt. Dadurch ergibt sich ein typisches Bandenmuster. Die Anzahl der Bruchstücke je Größe kann über die Fluoreszenzintensität des Farbmarkers bestimmt werden. Dieser Schritt der Gelelektrophorese und Quantifizierung erfolgt heutzutage maschinell, also mit dem „Sequencer“. Als Ergebnis bekommt man dann je Probe vier Chromatogramme mit den verschiedenen Farbmarkern, auf denen die Bruchstücke als „Peaks“ angezeigt werden. Eine andere Bruchstücklänge bedeutet eine andere Position im Chromatogramm, und durch diese Position unterscheiden sich nun auch die Polymorphismen.

Und was kommt nun? Eine Tätigkeit in der Art „Finde den Unterschied!“. Zum Teil können da Programm-Tools beim Finden der Polymorphismen helfen, aber den ersten Durchgang muss man manuell machen. Bei 478 Proben mal 4 Farbmarkern mal durchschnittlich 60 Peaks pro Probe eine Herausforderung. An dieser Stelle bin ich jetzt gerade. Auf jeden Fall kann ich schon sagen – es gibt Unterschiede! Ob nun die Freiberger Populationen mehr denen in der Lausitz oder den russischen Pflanzen ähneln, das ist noch nicht mit Sicherheit zu sagen, aber es gibt Hoffnung auf Ergebnisse. Wenn alles gut läuft, kann man den Naturschützern aus dem Biosphärenreservat dann vielleicht sagen, woher die dortigen Coleanthus– Pflanzen eingewandert sind, und wie man den genetischen Austausch fördern kann. Ich halte euch auf dem Laufenden.

Hier geht es zum ersten Teil meines Berichts: Alles Gras oder was?

Alles Gras oder was?

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Scheidenblütgrases Coleanthus subtilis

Es gibt Pflanzen, die verhalten sich wie Diven, auch wenn ihre Erscheinung ganz und gar nicht diesem Bild entspricht. Sie sind wählerisch in ihren Ansprüchen, und dazu noch ‚wetterfühlig‘, so dass sie nur an ganz besonderen Orten wachsen können. Damit ist schon vorprogrammiert, dass sie von Natur aus selten sind und eines besonderen Schutzes bedürfen.

Die Pflanze, um die es hier geht, ist ein unscheinbares Süßgras, also ganz und gar keine Diva. Und dennoch eine spannende Art. Nun mag man sich fragen, was hat Botanik mit dem Fach Biotechnologie zu tun? Noch dazu, wenn es um Fragen wie die Verbreitung, die Verwandtschaftsbeziehungen oder das Fortpflanzungsverhalten geht? Klingt alles nach den schon etwas angestaubten Zeiten von Darwin oder Linné… Aber, bei der Frage nach der intraspezifischen Verwandtschaft, also der Ähnlichkeit der Individuen zum Beispiel zwischen Populationen, hätten die beiden mit ihren damaligen Möglichkeiten passen müssen. Ganz anders ist das heute in Zeiten der Genanalysen. Und damit kommt die Biotechnologie, genauer gesagt, die Molekularbiologie ins Spiel.

Genau diese Fragestellungen bearbeite ich in meinem Promotionsthema „Phylogeographische und ökologische Untersuchungen zur Verbreitung des Scheidenblütgrases (Coleanthus subtilis (Tratt.) Seidel)“. Damit bildet das Thema eine Verbindung von „klassischer Biologie“ und modernen Analysenverfahren, in denen nicht mehr bzw. nur über Blattbreite, Stängellänge, Anzahl der Pollen etc. der Verwandtschaftsgrad ermittelt wird, sondern die DNA-Muster der Individuen verglichen werden, also der sogenannte genetische Fingerabdruck. Um ehrlich zu sein, ich hätte mir als studierte Ökologin nie träumen lassen, einmal mit einem Sequencer zu arbeiten, also einer Maschine, mit der man DNA „lesen“ kann – natürlich nach entsprechender Vorbereitung.

Zielstellung des Themas ist es herauszufinden, wie die heutigen Populationen voneinander abstammen, um im Idealfall historische Ausbreitungswege rekonstruieren zu können. In Verbindung mit einigen ökologischen Fakten sollen aus den Erkenntnissen geeigneten Schutzmaßnahmen für die Art abgeleitet werden.

Am Anfang musste ich zunächst an die Pflanzen herankommen, um sie analysieren zu können. Das ist – könnte man meinen – viel einfacher, als bei den typischen anderen Lieblingsobjekten der Biotechnologie wie Bakterien, Pilze oder Viren. Die Schwierigkeit bestand aber darin, dass das Scheidenblütgras eine disjunkte Verbreitung hat, also nur punktuell auf der Nordhalbkugel vorkommt. So gibt es in Deutschland Standorte in der Lausitz und an den Bergwerksteichen in der Nähe von Freiberg – von dort kam auch der Anstoß für das Forschungsprojekt. Das ist ja quasi als Wochenendausflug zu machen. Die nächsten Vorkommen liegen in Böhmen, in den Teichgebieten um Budweis, in Frankreich in der Bretagne und in Polen in der Nähe von Breslau. Das war per Auto auch noch ganz gut zu erreichen. Die wichtigsten Vorkommen, weil vermutlich die ursprünglichen und natürlichen Standorte, liegen aber in Sibirien, genauer gesagt an den Flüssen Ob, Irtysch und Amur. Also hieß es Rucksack packen und losfliegen. Leider ging es nicht ganz so einfach, da für Russland zahlreiche bürokratische Hürden zu überwinden und Genehmigungen einzuholen waren. Aber dank moralischer und vor allem finanzieller Unterstützung seitens der Hochschule, der TU Bergakademie Freiberg und des Umweltforschungszentrums in Halle hat es geklappt. Zusammen mit der Botanikerin Dr. Elke Richert aus Freiberg bin ich im August 2011 nach Novosibirsk geflogen und dann mit russischen Botanikern gemeinsam am Ob unterwegs gewesen. Ein großes Abenteuer – grandiose Landschaften im Kontrast zu endlosen Erdöl- und Erdgasfördergebieten und Raffinerien. Und jede Menge ‚meines‘ Grases.

Inzwischen sind die vielen hundert Pflanzenproben aus aller Welt aufgearbeitet und analysiert. Wie so eine DNA-Analyse funktioniert, berichte ich euch beim nächsten Mal. Es liegen nun Unmengen an Rohdaten zur Auswertung vor. Hier kommt übrigens das nächste Fach ins Spiel: die Bioinformatik. Was wird die Auswertung nun ergeben? Unterscheiden sich die Populationen von Russland und Mitteleuropa genetisch? Stammt das Vorkommen in Frankreich etwa von Pflanzen aus Freiberg ab? Es bleibt spannend… Fortsetzung folgt.

Mein erster eigener Laborkittel

Die Überlegung und letztendlich die Entscheidung in Mittweida zu studieren, hatte sich bereits seit längerer Zeit in meinem Kopf eingenistet und allmählich gefestigt. Aufgrund eines Praktikums und verschiedener Schnupperkurse für Schüler, darunter der Ferienkurs „TPM-Brücke“ und das Ganztagsangebot Forensik, hatte ich schon während meiner Schulzeit die Chance, Einblicke in die Hochschule Mittweida zu bekommen. Da ich naturwissenschaftlich sehr interessiert bin, vorwiegend im Bereich der Biotechnologie. Mir wurde der enge Kontakt zwischen Lehrenden und Lernenden, der hier zu finden ist, immer mehr bewusst. Das war zuletzt auch der ausschlaggebende Punkt, warum ich mich für die kleine Hochschule in Mittweida und nicht für die große Uni in Dresden entschieden habe.

Doch bis es für uns Erstsemester so richtig losgehen sollte, war noch etwas Zeit. Die ersten beiden Tage, geprägt von Begrüßungs- und Einweisungsgesprächen sowie Campusrundgängen, gaben uns erst mal einen grundlegenden Überblick über die Professoren der Fakultät MNI, einige Mitarbeiter der Hochschule und natürlich auch genügend Zeit um sich schon ein wenig mit seinen  Mitstudentinnen und Mitstudenten vertraut zu machen.

Was mich dabei sehr beeindruckt hat, war die Offenheit und Freundlichkeit, die jede einzelne Person ausstrahlte. Das galt auch für die Studenten, die bereits an der Hochschule studieren. Sie hatten sich richtig ins Zeug gelegt, um uns auf das Herzlichste willkommen zu heißen und die Kleinstadt Mittweida für uns ansprechend zu präsentieren. Hier war ich, als aus dem ruhigen Mittweida stammender Ersti, wieder sehr überrascht – natürlich im Positiven.  Unter den vielen angebotenen Veranstaltungen war vor allem der, extra für die Neulinge der Fachschaft MNI veranstaltete, Abend im Studentenclub eine wunderbare Gelegenheit gemeinsam mit  Professoren und Mitstudenten gemütlich zusammenzusitzen, Spaß zu haben und wertvolle Tipps für die kommende Zeit auszutauschen.

Ab Mittwoch wurde es dann langsam richtig ernst. Die Vorlesungen und Seminare hatten begonnen. Uns wurde klar, dass wir uns schleunigst um einen schicken weißen Laborkittel und einen Permanentmarker  bemühen mussten, da wir sonst in den Chemiepraktika und im Biotechnologielabor nicht weit kommen würden. Ob in einer komplizierten Mathevorlesung, mit Bedarf zum Nacharbeiten, oder in den Seminaren von Chemie und Englisch stellten wir die Gutmütigkeit der Professoren fest. Somit bin ich absolut neugierig auf noch mehr interessantes Wissen über Biotechnologie, Mikroorganismen und Enzyme, und vor allem auf dessen Verknüpfung mit der Bioinformatik.

Zusammenfassend kann ich als Neuling der Hochschule Mittweida nach einer Woche vieler Eindrücke sagen, dass ich gespannt auf eine lernreiche Zeit mit viel Spaß und gegenseitiger Unterstützung bin.

Erforscht wird, was erforscht werden will

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Biotechnologie für den Forschernachwuchs

Nachdem die Sieben- bis Dreizehnjährigen mit einem eigenartigen Spiel, bei dem Enten an ihre Gliedmaßen erinnert werden sollten, von uns begrüßt wurden und sich trotz allgemeiner Ferienmüdigkeit auch noch in zwei Gruppen teilen mussten, durften sie sich einmal wie echte Studenten fühlen und einen Hörsaal besichtigen. Weil es am Dozenten-Pult so viele tolle Knöpfe gibt, wurde der Raum auch gleich mal komplett abgedunkelt. Nachdem die Rollläden wieder oben und die Lampen wieder im Normalzustand waren, ging es endlich los.

Im Bereich Physik brachte Herr Glätzner die Schüleren mit theoretischen Laserstrahlen und Kerzen, die Wasser augenscheinlich magisch anziehen, nur weil sie beim Leuchten Sauerstoff verbrennen, zum Staunen. Und was der Unterschied zwischen Luft und Wasser in einem Ballon ist, können unsere Forscher jetzt auch erklären.

Natürlich durfte eine Stärkung am Mittag nicht fehlen, denn Forschen macht hungrig. Aber da die Mensa ja nicht weit ist, gab es für jeden etwas leckeres zu Essen, auch wenn die Wahl zwischen Jägerschnitzel, Lasagne und Nudeln Manchem sichtlich schwer fiel.

Frisch gestärkt, mit einem leicht zu überspielenden Mittagstief ging es in die nächste Runde.

In der Biotechnologie demonstrierte Prof. Wünschiers kunstvoll, wie aus Alginat und Sirup, welche in Kalziumchlorid geträufelt wurden, kleine rote Wackelpuddingkugeln entstehen. Oder, wie ein junger Forscher feststellte: „Wenn man es schnell reingespritzt hat, sind es eher so dünne Blättchen geworden.“ Dieses Kunstwerk sah, laut Aussagen der Kiddis ziemlich lecker aus…. Schmeckte aber grausig.

Egal, schon die Erfahrung, in einem echten Labor arbeiten zu können, mit Kittel und Schutzbrille und allem was dazu gehört, hat den Geschmack des verkorksten Wackelpuddings wieder gut gemacht. Wir hoffen, dass wir die Sommerferien mit diesem spannenden Experimentiertag super eingeleitet haben und die Schüler und Schülerinnen jetzt die Köpfe ihrer Eltern zum qualmen bringen.

 

Das geheime Leben in der Biogasanlage

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Foto: Martina Nolte, Lizenz: Creative Commons CC-by-sa-3.0 de

Biogasanlage © Martina Nolte, Lizenz: Creative Commons CC-by-sa-3.0 de

In einer Biogasanlage arbeiten viele verschiedene Bakterien zusammen um aus einem ihnen zur Verfügung gestellten Substrat ein Gas zu produzieren, das zum Großteil das energiereiche Methan enthält – wie im Erdgas. Das entstandene Gas kann direkt am Ort der Entstehung mit Hilfe sogenannter Blockheizkraftwerke verstromt oder über das Erdgasnetz transportiert werden. Dadurch wird diese umweltfreundlich produzierte Energie fast ohne Verluste transportabel und speicherfähig. Das Substrat besteht zumeist aus Rinder- oder Schweinegülle oder aus nachwachsenden Rohstoffen wie z.B. Mais.

Der biologische Abbauprozess ist jedoch sehr empfindlich und zudem weitestgehend unerforscht. Erst in den letzten Jahren hat man begonnen sich mehr um die biologischen Seite zu kümmern. In meinen Projekt geht es zudem nicht nur um das reine Verständnis der Biogas-Biologie, sondern vielmehr um die Biochemie des Abbaus. Ich bin der Ansicht, dass dieser Aspekt bislang viel zu kurz gekommen ist und der Prozess gezielter gesteuert werden kann, wenn man über die zu Grunde liegenden Abbauwege in Bilde ist. Aus diesem Grund habe ich mir zum Ziel gesetzt herauszufinden, wie man den Prozess optimieren kann – also die Bakterien zu Höchstleistungen anspornt.

Um das herauszubekommen, möchte ich das Metatranskriptom untersuchen. Das Transkriptom beschreibt die Gesamtheit der genetischen Abschriften unter dem Einfluss einer bestimmten Umgebungsbedingung.  Das Meta davor bezieht sich „nur“ auf alle vorhandenen Mikroorganismen in der Biogasanlage. Ich mache also keine Unterschiede um welches Bakterium es sich handelt, denn mich interessiert der Prozess als Ganzes. Dadurch weiß ich dann genau, was die Bakterien so treiben, wenn es besonders kalt oder warm ist, sie viel oder wenig zu futtern haben.

Nebenbei werden auch noch chemische und verfahrenstechnische Parameter wie das Säurelevel oder der Biogasertrag erfasst. Durch die Korrelation dieser Werte mit den biochemischen Parametern erhoffe ich mir dann herauszufinden, was die Bakterien brauchen, um effektiv das Substrat zu Biogas abzubauen. Es wird ebenfalls angestrebt, eine Art Frühwarnsystem zu entwickeln, damit man eine Mangelsituation schnell erkennt und beheben kann. Denn ist eine Biogasanlage einmal aus dem Gleichgewicht, kann es sehr schnell passieren, dass man nichts mehr retten kann. Das heißt: Fermenter abpumpen und neu anfahren. Das hört sich nicht weiter dramatisch an, ist aber mit enormen wirtschaftlichen Einbußen verbunden. Bis die Mikrobiologie sich etabliert hat und gut aufeinander eingespielt ist, können mehrere Monate – ja manchmal sogar bis zu einem Jahr- vergehen. Erst danach kann der Prozess auf Volllast betrieben werden.

Soviel dazu warum ich das alles mache. Wie ich dann an das Metatranskriptom rankomme, erfahrt ihr im nächsten Beitrag.

Absolventenportrait: Schnittstelle zwischen Biologie und Technik

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Frau Hasse, warum haben Sie sich für den Studiengang Biotechnologie entschieden? Warum wollten Sie das gerade in Mittweida studieren?

Ein reines Biologiestudium kam für mich nicht in Frage, da mich Fächer wie Botanik zum Beispiel überhaupt nicht interessieren. Außerdem mag ich eher ein anwendungsorientiertes Studium, bei dem man Grundlagen lernt und sie anwendet. Bei reinen Biologiestudiengängen sieht es da ja etwas anders aus. Seitenweises Auswendiglernen macht mir weniger Spaß als Lösungen für bestehende Probleme zu finden.

An der Hochschule Mittweida fand ich es reizvoll, dass der Studienschwerpunkt eher in der ingenieurtechnischen Ausbildung lag. Andere Hochschulen legen den Fokus auf die Biologie und reißen den Technikanteil nur kurz und oberflächlich an. Natürlich hat man auch mal in der Vorlesung gesessen und sich gefragt, warum man das jetzt unbedingt wissen muss, weil man das große Gesamtbild noch nicht gesehen hat. Im Nachhinein muss ich jedoch sagen, dass mir so gut wie jedes unterrichtete technische Fach bei meiner täglichen Arbeit hilft, auch wenn ich natürlich nicht mehr irgendwelche Transformationen ausrechnen muss. Allein das Wissen darum und das technische Grundverständnis erleichtert mir die Arbeit und vor allem das Zusammenarbeiten mit Elektrotechnikern und Maschinenbauern anderer Firmen, da ich quasi die Schnittstelle zwischen den Biologen und den Technikern beziehungsweise Informatikern bin.

Welche vor dem Studium erworbenen Qualifikationen haben Sie für dieses als nützlich empfunden?

Ich denke, dass ein technisches, mathematisches als auch physikalisches Grundverständnis für das Studium – vor allem für das Grundstudium – wichtig gewesen ist. Ohne das wäre es sicherlich auch machbar gewesen, da man zu Beginn der Vorlesungen von den Professoren auf die Grundlagen, die man bereits haben sollte beziehungsweise nachholen musste, hingewiesen worden ist. Dadurch konnten auch Studenten, die kein naturwissenschaftliches Abitur hatten das Studium erfolgreich bestehen, jedoch ist der Lernaufwand dieser Studenten wesentlich höher gewesen, da das Studium sehr anwendungsorientiert ist und man die Grundlagen also im Schlaf beherrschen musste. Wesentlich mehr Qualifikationen brauchte man nicht unbedingt. Während des Studiums habe ich mich zum ersten Mal mit Microsoft Excel und Powerpoint sowie mit Adobe Photoshop auseinander gesetzt und fand das schrittweise Heranführen vor allem durch Vorträge sinnvoll. Im Nachhinein betrachtet und vor allem auch im Hinblick auf mein zweites Studium an der TU Dresden hätte ich mir jedoch weitaus mehr Vorträge und mündliche Prüfungen gewünscht, auch wenn man diese in dem Moment gehasst hat. Für  den beruflichen Werdegang schadet es auf jeden Fall nicht, im freien Reden und in Vorträgen vor Publikum trainiert zu sein.

Wie haben Sie die Wohnsituation in Mittweida erlebt? Wo haben Sie während des Studiums gewohnt?

Ob eine WG oder eine eigene kleine Wohnung auf der Bahnhofstraße, das Wohnen und Studieren in Mittweida hat sehr viel Spaß gemacht. Gerade weil es sich um eine kleine Hochschule mit nur wenigen Studenten handelt. Man kennt sowohl seine Seminargruppe als auch Studenten aus anderen Jahrgängen und Studienrichtungen. Dies hat zum einen die verschiedenen Vorlesungen erleichtert, weil man auch andere Studenten um Hilfe bitten konnte, als auch das Partyleben und die Gruppenbindung innerhalb der Seminargruppe. Man ist eben nicht nur eine Nummer gewesen, sondern ein Mensch. Und wenn in den Sommersemesterferien mal keiner da gewesen ist, pilgerte man einfach zur Mensa und hat dort recht leicht neue Leute kennen gelernt, mit denen man etwas unternehmen konnte. Bei meinem zweiten Studium an der TU Dresden ist das definitiv nicht so einfach gewesen, denn dort waren alle Studenten quer über die gesamte Stadt verteilt und gingen an verschiedenen Orten Essen.

Wie haben Sie das Verhältnis zwischen Studenten und Professoren empfunden? Waren die Professoren gut erreichbar?

Definitiv. Dies ist ein großer nicht zu vernachlässigender Vorteil der Hochschule Mittweida. Vor allem auch, dass viele Professoren und Seminarleiter die Namen der gesamten Seminargruppe kannten. Klar hat das den Druck, die Seminaraufgaben zu erledigen und während der Vorlesung dem Professor zu folgen, erhöht. Dies hat sich aber spätestens bei der Prüfungsvorbereitung ausgezahlt. Wenn ich noch einmal studieren würde, dann definitiv wieder an einer Hochschule mit familiärem Charakter und nicht an einer Massenuniversität. Ich mochte es, ohne einen drei Wochen vorher vereinbarten Termin zum Professor gehen zu können. Vor allem während der Prüfungszeit war das von Vorteil, da sich dort Fragen meistens erst kurzfristig ergeben haben.

Gab es nach dem Studium Unsicherheiten bei der Berufswahl oder eine Phase der Orientierungslosigkeit? Wie haben Sie diese überwunden?

Dadurch, dass das Praxissemester bereits im dritten Studienjahr stattfand, eigentlich nicht. Man knüpfte erste Kontakte, probierte sich aus, fand anschließende Stellen als wissenschaftliche Hilfskraft und entwickelte sich weiter, bis sich schließlich ein Gesamtbild zusammenfügte.

Warum haben Sie sich für das Max Planck Institut als Arbeitgeber entschieden?

Am Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik arbeitete ich sowohl schon während meines Studiums in Mittweida als auch während meines Masterstudiums an der TU Dresden. Nach meinem Auslandsaufenthalt suchte ich anschließend an meinen Master eine Stelle in Dresden. Über Kontakte erfuhr ich dann, dass sowohl mein derzeitiger Chef als auch eine Screeningfirma einen Mitarbeiter im Bereich der Laborautomation suchten. Auf diesem Gebiet hatte ich bereits schon sowohl meine Diplom- als auch meine Masterarbeit geschrieben. Da es am Max-Planck-Institut das interessantere Projekt mit mehr Verantwortung und höheren Aufstiegschancen gab, entschied ich mich für das Institut.

Wie sieht Ihr Arbeitsalltag aus?

Die Laborautomation ist für viele Biologen ein unbekanntes Feld. Im Prinzip nutzen wir Pipettierroboter und automatische Mikroskope um die Experimente, die die Biologen manuell machen, im Hochdurchsatz durchzuführen, um so ganze Genome zu screenen.

Da ich für die gesamte Laborautomation des Gebäudes zuständig bin, ist mein Arbeitstag selten planbar und dementsprechend spannend. Im Prinzip schreibe ich neue Programme für die Pipettierroboter und bin dafür zuständig, dass sowohl die Roboter, als auch die automatisierten Mikroskope das machen, was sie machen sollen – was leider nicht immer der Fall ist, da wir es oft mit Geräten im Beta-Status zu tun haben, die Technik also noch nicht komplett ausgereift ist. Hier kommt mir vor allem der ingenieurtechnische Teil meines Mittweidaer Studiums zugute, da ich viel mit Softwareprogrammierern und Technikern der Herstellerfirmen zusammenarbeite um Lösungen zu finden.

Wie gestaltet sich die Zusammenarbeit mit Vorgesetzten und Kollegen?

Die Zusammenarbeit am Max-Planck-Institut mit Vorgesetzten ist recht entspannt, da sich alle per Du anreden und niemand mit „Prof. Dr. Dr.“ angeredet werden möchte. Über meine Vorgesetzten erfahre ich, was sie erforschen wollen, schlage ihnen Möglichkeiten für die Automation des Prozesses vor und realisiere sie dann auch. Mit meinen Kollegen arbeite ich dahingehend zusammen, dass ich sie an den Geräten mit dem spezifischen automatisierten Prozess anlerne, damit sie diesen dann selbstständig ausführen und mich lediglich im Störfall informieren, damit ich mich um die Reparatur des Gerätes  kümmern kann. Kleine Sachen repariere ich dann selbst, bei komplexeren muss natürlich ein Techniker der Herstellerfirma hinzugezogen werden.

Was würden Sie als Ihren größten beruflichen Erfolg bisher bezeichnen?

Das ist schwer zu sagen, da es bisher glücklicherweise keine Rückschläge gegeben hat. Stolz macht mich auf jeden Fall, dass ich nach meinem Dipl.-Ing. (FH) an der Hochschule Mittweida meine Masterarbeit an der Yale University in den USA geschrieben habe, dass ich sofort im Anschluss an mein Studium einen Job gefunden habe, in dem meine Vorgesetzen so zufrieden mit mir sind, dass ich nach zwei Jahren zum Kopf der Automationseinheit des Institutes wurde und frei über meine Arbeitseinteilung verfügen kann.

Wem würden Sie einen Job in Ihrer Branche empfehlen?

Definitiv jedem, dem die reine Biologie zu langweilig ist. Forschen im kleinen Maßstab macht definitiv viel Spaß, nur bin ich eher der zielorientierte Typ. Ich möchte nicht unbedingt in jahrelanger Kleinstarbeit herausfinden, was das Protein A im Prozess B macht und wie es mit anderen Proteinen unterschiedliche Prozesse beeinflusst. Für mich persönlich ist es interessanter diese Zusammenhänge im Hochdurchsatz in kurzer Zeit herauszufinden. Zusätzlich ist die Automation auch noch eine gute Abwechslung zur reinen Biologie, was meinen Alltag wesentlich vielfältiger macht. Ein weiterer Vorteil mit einem Dipl.-Ing. (FH) in der Automation zu arbeiten, ist auch, dass man nicht unbedingt einen Doktortitel benötigt, was bei einem reinen Biologiestudium normalerweise im Anschluss an das Studium ansteht.