18.09.2018 | Magazin:

Biotechnologie mit Strohhalm und Mikrowelle Eine Exkursion nach Malaysia

Im August 2018 besuchte eine Gruppe Braunschweiger Studierender die Universiti Sains Malaysia (USM). Bei tropischen Temperaturen trafen die Biotechnologen Professor Theam Soon Lim. Ihr Thema: „Running Biotechnology with Low Resources“ – also Forschen ohne teure Laborgeräte. Ein Reise- und Erfahrungsbericht von Michael Hust und Laurenz Raddatz.

In Malaysia angekommen, machten wir – 15 Studierende der Biotechnologie und Biologie um Professor Michael Hust – zunächst zwei grundlegende Erfahrungen. Zum einen sind 31 Grad Celsius mit über 70 Prozent Luftfeuchtigkeit nicht vergleichbar mit einem europäischen Sommer. Zum anderen sollte man dennoch immer einen Pullover dabei haben. Denn Klimaanlagen laufen in jedem Gebäude und der stetige Wechsel zwischen Hitze und Eiseskälte laugt auf Dauer aus. Unsere Gruppe wurde von Professor Theam und seiner Arbeitsgruppe herzlich am Flughafen empfangen und via „Grab“, dem örtlichen „Uber“, zum Institute for Research in Molecular Medicine (INFORMM) gebracht.

Tomke Meents (TU Braunschweig) und Soo Khim Chan (USM) beim Verschließen eines Glasröhrchen für den PCR-Versuch. Bildnachweis: Michael Hust/TU Braunschweig

Auto statt Fahrrad

Auf dem Weg zum Universitätsgelände wird das Bild der Stadt klarer. Der Bundesstaat Penang ist mit rund 1,8 Millionen Einwohnern dicht bevölkert, entsprechend voll sind auch die Straßen. Die einzigen Fahrräder, die wir entdeckten, waren Teil von Kunstinstallationen oder Ausstattung von Unisportlern auf dem Campus. Tatsächlich wird das Auto für jede noch so kurze Strecke genutzt, denn es hat einen entscheidenden Vorteil: eine Klimaanlage. Oder um es mit den Worten unseres Gastgebers zu sagen, als wir ihn fragten, ob wir ein Stück zu Fuß gehen: „ Are you crazy? It’s hot!“

Die ca. 30.000 Studierenden der Universiti Sains Malaysia sind auf drei Campussen im Land aufgeteilt, wobei der Campus in Penang auf dem Gelände einer ehemaligen britischen Militärkaserne der größte ist. Dieser hat neben einer Buslinie auch alle anderen Annehmlichkeiten, die eine Universität braucht, wie mehrere Mensen. „Während das Essen häufig angenehm scharf war, waren die Getränke zumeist unerträglich süß. Egal ob Limonade, Tee oder der bekannte und viel getrunkene White Coffee – alles enthielt Unmengen an Zucker, dass sich für die malaiische Getränkekultur schnell der Begriff instant diabetes etabliert hat“, sagte Sebastian Henz, Biotechnologie-Student an der TU.

Gruppenfoto der Studierenden mit Gastgeber. Bildnachweis: Michael Hust/TU Braunschweig

Daneben gibt es auf dem Campus die üblichen Einrichtungen wie Institute, Labore und Hörsaalgebäude, eine Sicherheitsstation, ein Stadion, ein Schwimmbad mit Bikiniverbot – und auch einen Exerzierplatz. Die Labore vor Ort sind nicht viel anders ausgestattet, als wir es aus Deutschalnd kennen. Hin und wieder trifft man im Labor auf Tiere wie Schlangen oder Warane, die sich in den Räumen verirrt haben.

Große Diversität

Am ersten Tag erkundeten wir zunächst George Town, die Hauptstadt der Insel Penang und des gleichnamigen Bundesstaats in Malaysia, die zum Weltkulturerbe der UNESCO zählt. Wir wurden Zeuge der unglaublichen Gastfreundschaft von Theam und seinem Team, die uns in eines der sogennanten Jetties, auf Stelzen gebaute Häuser von chinesischen Familien, auf eine frisch zubereitete Schnecken-Mahlzeit einluden.

Professor Theam Soon Lim (USM) in Jetties mit zwei Biotechnologie-Studentinnen. Bildnachweis: Michael Hust/TU Braunschweig

Trotz des Kolonialstils der Gebäude in Penang fällt die große Diversität der kulturellen Einflüsse auf. Neben Moscheen stehen hinduistische und buddhistische Tempel, aber auch christliche Kirchen und taoistische Tempel. Auch die Bevölkerung in Penang ist bunt gemischt. Neben Malaien leben hier Chinesen und Inder – die nicht immer spannungsfrei, aber insgesamt friedlich zusammen leben und gegenseitig ihre Bräuche tolerieren. Dazu kommen zahlreiche Nordamerikaner, Europäer und Japaner, da auf dieser Insel zahlreiche westliche Firmen ihren Standort haben.

Ziel unserer Exkursion war jedoch nicht nur die Vielfalt Malaysias zu erkunden, sondern auch den Ansatz, mit möglichst wenig Ressourcen biotechnologische Tests und Versuche, durchzuführen. Zusätzlich haben Studierende der USM und der TU in Vorträgen ihre Arbeiten präsentiert. Hierbei wurde der zweite Campus per Videokonferenz hinzugeschaltet.

Versuche mit einfacher Ausstattung

In Laboren wurden Versuche durchgeführt, die Studierenden geläufig sein sollten. Sie unterschieden sich jedoch in der Ausstattung. Die Herausforderung lag darin, diese Versuche auch mit einfacherem Equipment in den ländlichen Regionen und auf Feldexkursionen im Regenwald durchführbar zu machen. Der erste Versuch war die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur Vervielfältigung von DNA, die lediglich in einer kleinen Glasröhre auf einer Heizplatte durchgeführt wurde, anstelle in einem mehre Tausend Euro teuren Gerät.

Versuch „Diagnostic in a Straw“. Bildnachweis: Michael Hust/TU Braunschweig

Das nächste Experiment wurde uns unter dem Namen „ Analytics in A Straw“  vorgestellt: ein Antikörper-Essay, also eine bioanalytische Methode zum Nachweis eines Antikörpers, bei der nicht sogenannte Mikrotiterplatten, sondern Filterpapiere und zerschnittene Trinkhalme verwendet werden. Die Strohhalme dienen dabei vor allem als behelfsmäßige Container, um das Filterpapier mit den notwendigen Chemikalien zu behandeln. Aus dem Filterpapier und dem Strohhalm lassen sich ein brauchbares, kostengünstiges und vor allem kleines Diagnostik-Tool herstellen. Ein kleiner Exkurs zu den Plastikstrohhalmen: In Malaysia ist Plastik überall. Bis auf Aluminiumdosen gibt es jedoch kein Recycling für Wertstoffe. Der Plastikmüll ist zu einem großen Problem geworden, so dass ab 2019 Plastiktüten in Malaysia verboten sind.

Der visuell und auch von der Durchführung her eindrucksvollste Versuch war das Herstellen von fluoreszierenden Nanocarbon-Dots für die Diagnostik. Carbon-Dots haben im Vergleich zu den meist aus Schwermetallen hergestellten Quantum-Dots den Vorteil, dass sie weniger giftig und umweltverträglicher sind. Die Herstellung erfordert zumeist eine Plasma- und Laserbehandlung. Die von uns verwendete chemische bottom-up-Methode erfordert im Prinzip lediglich eine Mikrowelle. Carbon-Dots können aus unterschiedlichen Grundmaterialien synthetisiert werden, z. B. aus Zitronen oder Bananen.

Nach den Laborarbeiten haben wir weiter die biologische Vielfalt des Landes kennengelernt, zum Beispiel in der Meeresbiologiestation des Nationalparks Penang, der mit 25 Quadratkilometern Fläche der kleinsten Nationalpark der Welt ist. Hier werden u.a. Seegurken in Aquakultur gezüchtet, die in der chinesischen Küche als Delikatesse gelten, aber auch für Kosmetikprodukte genutzt werden. Auf einer mehrstündigen Exkursion durch den Dschungel haben wir uns über die biomedizinische Nutzung lokaler Pflanzen aufklären lassen.

Studentin Janyn Heising bei der Beantwortung einer Frage nach ihrem Vortrag. Bildnachweis: Michael Hust/TU Braunschweig

Am letzten Tag wurden alle Ergebnisse zusammengefasst, präsentiert und diskutiert. Unsere Gastgeber überraschten uns mit einem Video, das die komplette Tour in Malaysia in wunderschönen Bildern zusammenfasst. Danach ging es über Singapur, Zürich und Hannover zurück nach Braunschweig. Für uns steht fest, dass wir die Kooperation ausbauen wollen. Also heißt es jetzt, fleißig Drittmittelanträge schreiben.

Text: Michael Hust und Laurenz Raddatz