Schüler des BG/BRG Stainach forschen zu Antibiotikaresistenz im Offenen Labor der Universität Graz

In Liezen haben sich die Schülerinnen und Schüler der achten Klassen des BG/BRG Stainach jüngst aktiv an der biologischen Forschung beteiligt. Im Rahmen einer BIU-Exkursion besuchten sie das Offene Labor des Instituts für molekulare Biotechnologie der Universität Graz, begleitet von ihren Lehrern Stefanie Flatscher und Christian Quehenberger. Diese Exkursion hat sich über die Jahre zu einem echten Höhepunkt im Biologieunterricht entwickelt und bietet den Jugendlichen nicht nur einen Einblick in die molekulare Forschung, sondern auch wichtige Informationen über potenzielle Studienrichtungen und Berufswege in den Biowissenschaften.

Im Schuljahr 2025/26 wurden zwei Workshops angeboten, bei denen die Schülerinnen und Schüler mit Modellorganismen wie Hefepilzen, Fruchtfliegen, Bakterienstämmen und menschlichen Zellen arbeiteten. Die Forschungsthemen umfassten unter anderem Alterungsprozesse, die Entstehung von Krebs sowie die Entwicklung neuer Präventions- und Therapieansätze. Ein praxisnahes Highlight war die Arbeit mit Antibiotika und Antibiotika-Resistenzgenen. Die Schüler isolierten bakterielle DNA und verwendeten die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur Vervielfältigung, wobei die Ergebnisse anschließend mittels Agarose-Gelelektrophorese ausgewertet wurden. Ziel war es, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie in der medizinischen Diagnostik Antibiotika für Patienten ausgewählt werden.

Antibiotikaresistenz im Fokus

Die Thematik der Antibiotikaresistenz ist nicht nur für die Schüler von Bedeutung, sondern auch für die Wissenschaft als Ganzes. Forschende des B CUBE – Center for Molecular Bioengineering an der TU Dresden und des Institut Pasteur in Paris haben eine Schwachstelle im bakteriellen Mechanismus der Antibiotika-Resistenz identifiziert. Diese Ergebnisse wurden im Journal Science Advances veröffentlicht. Antibiotika haben seit der Entdeckung von Penicillin im Jahr 1928 die Medizin revolutioniert, jedoch auch ein Wettrüsten mit Bakterien ausgelöst. Antibiotikaresistente Bakterien, auch als „Superbugs“ bekannt, stellen eine ernsthafte Bedrohung für Personen mit chronischen Krankheiten und geschwächtem Immunsystem dar.

Die Studie der Dresdner Forschenden verfolgt das Ziel, zu verstehen, wie Bakterien ihre Resistenzen anpassen, anstatt ständig neue Antibiotika zu entwickeln. Dabei liegt der Fokus auf dem Integron-System, einem genetischen Werkzeugkasten, den Bakterien nutzen, um Gene, einschließlich Antibiotika-Resistenzen, auszutauschen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Geschwindigkeit, mit der Bakterien Resistenzen erlangen, stark von der Vielfalt der DNA-Sequenzen im Integron-System abhängt. Eine entscheidende Entdeckung war, dass starke Bindungen zwischen Proteinen und DNA mit einem effizienteren Cut-and-Paste-Mechanismus korrelieren.

Forschung und Prävention

Um die Verbreitung von antibiotika-resistenten Bakterien zu verstehen, wird auch der Forschungsverbund RESET, der von November 2010 bis 2017 vom BMBF gefördert wurde, immer relevanter. Dieser Verbund hat sich auf die Erforschung der Verbreitung von antibiotika-resistenten Bakterien, insbesondere Enterobakterien, spezialisiert. Diese umfassen unter anderem Escherichia (E.) coli und Salmonella (S.) enterica. Resistenzen gegen wichtige Antibiotika stellen ein ernsthaftes Gesundheitsrisiko dar, da resistente Enterobakterien nicht nur in Tieren, sondern auch in der Umwelt, in Lebensmitteln und beim Menschen verbreitet sind.

Die Erkenntnisse aus diesen Forschungsarbeiten sollen dazu beitragen, die Übertragungswege und Risikofaktoren besser zu verstehen. Insbesondere wird untersucht, wie resistente Bakterien von Tieren auf Menschen übertragen werden, häufig über Lebensmittel wie Fleisch oder Eier. Ziel ist es, Daten zu sammeln und auf dieser Basis Empfehlungen für Schutzmaßnahmen für Menschen und Tiere abzuleiten, um die Gefahren durch Antibiotikaresistenzen zu minimieren. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist ebenfalls aktiv an der Forschung beteiligt und arbeitet an der Risikobewertung für Deutschland, um die Auswirkungen von Antibiotika in der Tierproduktion zu verstehen.

Insgesamt zeigt die Exkursion der Schüler nach Graz, wie wichtig es ist, junge Menschen für die Herausforderungen der modernen Biowissenschaften zu sensibilisieren. Alle Beteiligten waren sich einig, dass diese Exkursion nicht nur lehrreich, sondern auch eine wertvolle Vorbereitung auf die Reifeprüfung und die Perspektiven für naturwissenschaftliche Berufe darstellt. Die Verbindung zwischen Theorie und Praxis wird durch solche Erlebnisse nachhaltig gestärkt.

Weitere Informationen zu den Antibiotikaresistenzen finden Sie auf den Webseiten der TU Dresden und des Bundesinstituts für Risikobewertung.