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Forschung per Fingerabdruck im All und in der Schule
Redaktion
/ Pressemitteilung des DLR
astronews.com
24. Januar 2022
Schülerinnen und Schüler beteiligen sich an einem
Experiment, das parallel auch auf der Internationalen Raumstation ISS
durchgeführt wird: Mithilfe eines Fingerabdrucks soll erforscht werden, auf welchen
Materialien sich Mikroorganismen besonders gut ausbreiten. Die Ergebnisse sind
nicht nur für die Raumfahrt von Bedeutung.
Der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer
mit dem Touch Array auf der der Internationalen Raumstation
ISS.
Foto: ESA / NASA [Großansicht] |
Mikroorganismen sind ständige Begleiter von Menschen. Und Menschen verteilen
sie überall – nicht nur auf der Erde, sondern auch auf der Internationalen
Raumstation ISS. Manche Mikroorganismen sind harmlos. Andere dieser
mikroskopisch kleinen Lebewesen lösen schwere Krankheiten aus oder verursachen
sogar Materialschäden auf der ISS. Wie das verhindert werden kann, untersucht
das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit dem Experiment "Touching
Surfaces". Es wird auf der ISS, an der Uniklinik Köln und jetzt auch von
Schülerinnen und Schülern durchgeführt.
Dazu bekommen zehn ausgewählte Schulen besondere Probenträger, die
sogenannten Touch Arrays. Auf ihnen sind Kupfer-, Messing- und Stahlflächen in
einem Aluminiumrahmen verschraubt, jeweils mit drei verschiedenen
Oberflächenstrukturen. Über 15 Wochen berühren die Schülerinnen und Schüler der
Projektteams einmal wöchentlich alle Metallflächen der Touch Arrays. Die Zehn-
bis 16-Jährigen hinterlassen dabei ihre Fingerabdrücke – und ihre ganz
alltäglichen Mikroorganismen, die sonst zum Beispiel auf Türklinken oder
Lichtschaltern haften.
"Nachdem die jungen Forschenden die Touch Arrays angefasst haben, waschen und
desinfizieren sie ihre Hände", sagt Prof. Ralf Möller vom DLR-Institut für Luft-
und Raumfahrtmedizin in Köln. "Der Ablauf ist genau festgelegt und die
Ergebnisse sind wissenschaftlich vergleichbar, genau wie bei unserem
Parallelexperiment auf der ISS." Im Versuchspaket für die Schulen befinden sich
außer den Touch Arrays noch Stäbchen für Abstriche, Petrischalen und
Probenentnahmegefäße für DNA-Tests von mikrobieller Kontamination. Die Proben
werden in Zusammenarbeit mit den DLR_School_Labs ausgewertet. "Mit dem
Experiment erhalten die Teilnehmenden Einblicke in die interdisziplinäre
Forschung: Biologie, Medizin, Physik, Chemie und Materialwissenschaften kommen
bei Touching Surfaces zusammen", sagt Möller.
Nicht nur die Metalle, auch die unterschiedlichen Oberflächenstrukturen auf
den Touch Arrays wirken sich auf die Bakterien aus. Jeweils eine Fläche ist
glattpoliert, in zwei wurden mit einem Laser winzige Muster geschossen. "Die
strukturierten Oberflächen haben gerade im Zusammenhang mit Kupfer zusätzliche
Effekte auf die Inaktivierung von Mikroorganismen", erklärt Möller. Kupfer
besitzt generell antimikrobielle Eigenschaften und kann Bakterien unschädlich
machen. Messing ist eine Mischung aus Kupfer und Zink. Stahl dient als
Vergleichsmetall. Welche Bakterien haften an welchen Flächen?
Im Projekt "Touching Surfaces" wird gemeinsam mit der Universität des
Saarlandes unter anderem untersucht, welche Mikroorganismen an welchen
Oberflächen haften. Außerdem geht es um die Frage, ob es Unterschiede zwischen
den Proben aus den Schulen, der Uniklinik und der ISS gibt und welche Schlüsse
daraus gezogen werden. "Touching Surfaces" soll die Wirksamkeit von
antimikrobiellen Oberflächen für den Einsatz im Weltall und auf der Erde
erhöhen. Diese Oberflächen sind auch für die Bekämpfung von
Infektionskrankheiten wichtig. Sie können zum Beispiel in Krankenhäusern zur
Abtötung antibiotikaresistenter Bakterien wie MRSA (Methicillin-resistente
Staphylokokken) oder VRE (Vancomycin-resistente Enterokokken) beitragen und
dafür sorgen, dass sich Erreger nicht mehr über Kontaktflächen verbreiten.
Das Projekt ist Teil der Weltraummission Cosmic Kiss von
ESA-Astronaut Matthias Maurer, der Anfang November zur ISS gestartet ist. Maurer
und andere Astronauten berühren die Touch Arrays ebenfalls wöchentlich und
übertragen so die Mikroorganismen von ihren Händen auf die Oberflächen. Die fünf
Touch Arrays von der ISS werden später zur Erde zurückgeschickt und im DLR
analysiert.
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