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Der Bio-Bastler

Philipp Kollenz beim Bau seines Rastertunnelmikroskops.

Philipp Kollenz ist 18 und hat gerade am SRH Leonardo da Vinci Gymnasium sein Abitur gemacht. In seinem eigenen kleinen Labor experimentiert er mit DNA und Zellkulturen und baut aktuell an einem Rastertunnelmikroskop.

Philipp Kollenz forscht für sein Leben gern. Vor seinen Experimenten ist nichts sicher: Tomaten und Kartoffeln aus Mutters Vorratskammer, das Kombucha-Getränk aus dem Kühlschrank, Pflanzen aus dem Garten oder Algen vom Strandurlaub. Alles kann für den 18-Jährigen zum Untersuchungsobjekt werden. Im Keller seines Elternhauses in Walldorf forscht er unter anderem an Zellkulturen und mit DNA, die Erbinformationen enthält. Damit gehört der frisch gebackene Abiturient wohl zu den jüngsten Bio­hackern in Deutschland – auch wenn er den Begriff nicht gerne hört und sich lieber als Do-it-yourself-Biologe oder -Chemiker bezeichnet (siehe Kasten). 

Seine Leidenschaft fürs Experimentieren entdeckte Philipp Kollenz früh. Bereits als 15-Jähriger machte er sich eifrig daran, das ehemalige Fotolabor seiner Eltern auszuräumen und in ein kleines Bio-Labor umzuwandeln. „Beim Entrümpeln habe ich schon ein paar brauchbare Dinge für mein Hobby gefunden. Zum Beispiel Chemika­lien und Gefäße“, erinnert sich der junge Mann. Den Rest der nötigen Grundausstattung sammelte und kaufte er mit der Zeit: Petrischalen, Kolben, eine Destillierbrücke – eine Glasapparatur zum Destillieren –, einen alten Tiefkühlschrank. Viel brauchte es nicht, um die ersten spannenden Do-it-yourself-Versuche durchzuführen. 

Ideen findet der Nachwuchsbiologe auf entsprechenden Internetseiten, auf Blogs und in Foren. „Dort habe ich zum Beispiel eine Anleitung gefunden, wie ich bestimmte Nanocellulose produzierende Bakterienkulturen aus einem ganz normalen Kombucha-Trunk isoliere, um sie für weitere Experimente nutzen zu können“, erklärt Kollenz, als wäre es das Normalste der Welt, dass sich Teenager mit solchen Projekten beschäftigen.  

Lehrer weckten Interesse

Das naturwissenschaftliche Basiswissen und die Freude am Experimentieren hat der Abiturient nicht zuletzt seinen engagierten Lehrern am SRH Leonardo da Vinci Gym­nasium in Neckargemünd zu verdanken. Die Schule legt großen Wert auf die Förderung junger Talente, spe­ziell in den Naturwissenschaften. „Im Bio- und Chemie-Unterricht haben wir viele Versuche gemacht, das waren immer Highlights für mich“, erinnert sich Kollenz. Und so experimentierte er nach Schulschluss gleich weiter.

Auf sein jetziges Forschungsgebiet – die Biotechnologie – stieß Philipp Kollenz in der zehnten Klasse bei einem Praktikum zur Berufsorientierung: Das absolvierte er am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL) in Heidelberg, einem der führenden biologischen Forschungsinstitute, an dem Wissenschaftler aus aller Welt an neuen Therapien gegen Viren und Bakterien forschen oder der Tumorentstehung in unseren Zellen auf den Grund gehen. „Das Praktikum hat mir die Augen geöffnet, was mit Biotechnologie alles möglich ist. Das hat mich wahnsinnig fasziniert“, erinnert sich der Teenager.

Sein Betreuer am EMBL, Dr. Vladimir Benes, erkannte schnell, dass in seinem jungen Praktikanten ein talentierter Nachwuchsforscher steckt. „Philipp ist wissensdurstig, voller Tatendrang, aber auch genau und geduldig. Eigenschaften, die ein Wissenschaftler braucht“, lobt der Leiter der Genom-Einrichtung des EMBL. 

Genetische Fingerabdrücke für zu Hause

Inspiriert durch das Praktikum nahm Philipp Kollenz den Bau seines ersten richtigen biotechnologischen Forschungsgerätes in Angriff: eines  Thermocyclers. „Ich habe damit zum Beispiel die genetischen Fingerabdrücke von Kartoffel- und Tomatenpflanzen sichtbar gemacht“, erzählt der 18-Jährige. Sein Modell durfte der Schüler später sogar in den sterilen Laborräumen des EMBL testen – und es funktionierte einwandfrei. „In meinem Heimlabor lassen sich solche optimalen Bedingungen natürlich nicht herstellen.“
Kaum ist das eine Gerät entwickelt, gebaut und funktionstüchtig, schaut sich der junge Forscher schon nach dem nächsten um. „Mir macht die Entwicklung mehr Spaß als später die reine Anwendung“, bekennt Kollenz und berichtet begeistert von seinem jüngsten Projekt: dem Bau eines  Rastertunnelmikroskops. Das Herzstück ist eine feine Nadel, die Oberflächen abtastet und auch atomare Strukturen sichtbar werden lässt. „Das Bauteil, das die Spitze nanometergenau bewegt, habe ich aus einem Rauchmelder ausgebaut“, 
erklärt der ­Hobby-Biologe. Gerade ist er gemeinsam mit einem Freund dabei, die notwendige Software und Schaltungen zu optimieren.

Segeln als Ausgleich 

Seit Jahren ist der sportliche junge Mann im örtlichen ­Segelclub Graben-Neudorf aktiv, segelt an den Wochenenden mit Begeisterung und trainiert sogar ab und an den Nachwuchs. „Biohacking ist genauso ein Hobby wie das Segeln oder Freunde zu treffen. Während der Schulzeit habe ich das alles gut unter einen Hut bekommen.“ 

Doch das könnte sich bald ändern. Denn der 18-Jährige beginnt im Herbst ein Chemiestudium an der Universität Heidelberg. „Erst hatte ich mit Molekularer Biotechnologie geliebäugelt, aber ich möchte mir erst eine breitere Basis verschaffen und alle Wege offen halten“, erklärt Kollenz seine Studienwahl. „Im Master kann ich mich ja immer noch auf Biotechnologie spezialisieren.“ Auf seine heimischen Experimente will er auch künftig nicht verzichten – soweit es das Studium zulässt. Einmal Biohacker, immer Biohacker. 

 

www.ldvg.de 

Text Katja Stricker
Foto Annette Mueck

Forschung im Keller

Biohacker – oder auch Do-it-yourself-Biologen oder Biopunks – experimentieren in den eigenen vier Wänden. Die Hobby-Forscher nehmen Zellstrukturen unter die Lupe oder untersuchen Organismen und Erbinformationen. Weil sich heute jeder die Ge­räte für biotechnologische Experimente übers Internet kaufen und auch finanziell leisten kann, boomt die Biohacker-Szene seit Jahren. Für die Freizeit-Wissenschaftler gelten die gleichen Regeln wie für ihre professionellen Kollegen. Sie verbieten zum Beispiel, unkontrolliert neu konstruiertes Erbgut in Lebewesen einzuschleusen. 

Ne­ben Freizeit-Wissenschaftlern sind auch studierte Forscher als Biohacker unterwegs, um zum Beispiel Ideen oder Forschungsansätze auszuprobieren, für die an den Universitäten kein Interesse besteht oder keine Zeit ist. Über Webseiten und Foren im Internet finden Biohacker Gleichgesinnte und tauschen sich weltweit über ihre Garagen-Experimente aus. 

Webseiten für Hobby-Biologen:

DIYbio.org

hackteria.org

Ein Thermocycler ist eine Art programmierbarer Heiz- und Kühlblock, mit dem sich Flüs­sigkeiten exakt erwärmen und abkühlen lassen. So können komplexe Temperaturzyklen nachgebildet werden. Das Gerät ermöglicht den automatischen Ablauf einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR), einem künst­lichen Verfahren zur Vervielfältigung von DNA. Eine PCR wird zum Beispiel bei Vaterschaftstests, für DNA-Analysen bei Verbrechen oder zum Nachweis von genetischen Krankheiten und Virusinfektionen eingesetzt.

Ein Rastertunnelmikro­skop ist ein spezielles Mikro­skop, mit dem sich die Ober­fläche einer Probe bis in den atomaren Bereich abbilden lässt. Eine elektrisch leitende Spitze wird systematisch in einem Raster über das ebenfalls leitende Forschungsobjekt gefahren und zeichnet den Stromfluss auf. So entsteht ein Höhenprofil der Oberfläche. Das Mikroskop wird beispielsweise in der Nanostrukturforschung eingesetzt.

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