iGEM Vienna ＠ BOKU

iGEM steht für international Genetically Engineered Machines. Es ist ein Wettbewerb auf dem Gebiet der Synthetischen Biologie, an dem Teams von Studierenden aus der ganzen Welt teilnehmen. Jedes Team entwickelt eine Projektidee und setzt diese Idee im Laufe eines Jahres in ein Forschungsprojekt um. Das Ziel jeder Idee ist es, aktuelle, lokale oder globale Probleme mit Hilfe der synthetischen Biologie zu lösen. Die Synthetische Biologie hat sich im 21. Jahrhundert rasant entwickelt. Sie umfasst eine Reihe von wissenschaftlichen Disziplinen, die Prinzipien aus dem Ingenieurwesen einbeziehen, um biologische Systeme und Prinzipien nutzbringend einzusetzen. Genau diese Interdisziplinarität ist das Besondere an dieser Lehrveranstaltung. Jedes Jahr wird eine von den Studierenden ausgewählte Projektidee entwickelt und umgesetzt. Das heißt, dass auch die Anforderungen jedes Jahr unterschiedlich sind. Dadurch ist diese Lehrveranstaltung sehr Studierenden-orientiert, d.h. die Lehr- und Lernmethoden sind sehr interaktiv, die Studierenden bringen ihr jeweiliges Fachwissen in die Gruppe ein bzw. lernen von den anderen (Peer Learning). Dies erfordert ein hohes Maß an Eigenmotivation und Bereitschaft, sich in die Teamarbeit einzubringen (soziale Kompetenz). Der Wettbewerbscharakter motiviert die Studierenden, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten in realen Situationen anzuwenden. Bei solchen Wettbewerben müssen die Studierenden in Teams und nicht einzeln arbeiten, was die Entwicklung von zwischenmenschlichen Fähigkeiten und Teamarbeit fördert (interpersonelle Kompetenzen).

In der ersten Phase der Lehrveranstaltung zu Beginn des jeweiligen Sommersemesters werden die Studierenden in wöchentlichen Seminaren mit den Grundlagen der Synthetischen Biologie und dem Stand der Technik in den angrenzenden Fachbereichen vertraut gemacht. Diese Einheiten werden von Expert*innen Wiener Universitäten (BOKU, Universität Wien, FH Campus Wien) in den jeweiligen Fachbereichen gehalten: Molekularbiologie, Synthetische Biologie, Projektmanagement, Ethik und gesellschaftliche Auswirkung, Bioinformatik, Computergestützte Modellierung.

Bereits in der ersten Phase (neben den Seminaren) der Lehrveranstaltung trifft sich das neue iGEM-Team-Vienna als Ganzes oder in Untergruppen (ohne Lehrende), um potentielle Themen des Projekts zu diskutieren und zu skizzieren. Diese Ideen werden dann den anderen Teammitgliedern und Lehrpersonen präsentiert, die Feedback geben. Über das endgültige Projektthema, an dem dann bis November desselben Jahres gearbeitet wird, stimmen die Studierenden ab.

Sobald das grundsätzliche Thema des Projekts festgelegt ist, teilt sich die Gruppe in Unterteams auf, die für unterschiedliche Aufgaben verantwortlich sind, wie z.B.: Laborarbeit/Forschung, Projektmanagement, Sponsoring, Kollaborationen, Social Media, Grafik etc. Die meisten dieser Aufgaben werden von den Studierenden aufgeteilt und eigenständig als auch zeitlich unabhängig bearbeitet. Die Lehrenden stehen je nach Expertise als Ansprechpartner*in für die Teammitglieder. Vor allem die Planung und Durchführung der praktischen Laborarbeiten sind sehr arbeitsintensiv. Daher sind zwei Lehrende als Hauptbetreuer*in und - Ansprechpartner*in täglich vor Ort, die für die Bereitstellung der Infrastruktur und die Betreuung der praktischen Durchführung der Arbeit in einem BOKU-Labor verantwortlich sind.

Diese Laborphase findet hauptsächlich über die Sommermonate Juni bis September statt. Während dieser Zeit arbeitet das Laborteam täglich an wissenschaftlichen Experimenten. Die ganze Gruppe trifft sich mindestens einmal pro Woche mit beiden Hauptbetreuer*innen um die Fortschritte in den einzelnen Untergruppen zu besprechen und die nächsten Schritte einzuleiten.

Diese multidsiziplinären Untergruppen bearbeiten unter anderem folgende Themen:

Die Entwicklung neuer biologischer Systeme und Organismen: Der iGEM-Wettbewerb ermutigt die Teams, neue biologische Systeme mit Techniken der synthetischen Biologie zu entwerfen und zu bauen. Diese Systeme können für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, z. B. für Biosensoren, neue Medikamente, Entgiftung von Ökosystemen, Alternative für Tierversuche, schnellere COVID-Tests etc. Gemeinsam mit den Lehrenden wird die Laborarbeit geplant und durchgeführt, die Ergebnisse werden laufend analysiert und diskutiert.

Zusammenarbeit mit anderen Teams und Firmenpartner*innen: Die Gruppe wird ermutigt, mit anderen internationalen iGEM-Teams zusammenzuarbeiten, um Ideen, Ressourcen und Fachwissen auszutauschen oder gemeinsame Aktivitäten, wie wissenschaftliche online Quizzes für die Öffentlichkeit (Third mission), durchzuführen. Dies fördert stark die grenzüberschreitende Zusammenarbeit, was im Endeffekt zu besserer Wissenschaft führt, und stärkt das Gemeinschaftsgefühl im Bereich der biologischen Forschung, sowie die Vorfreude auf das große Meeting, wo man die anderen Teams trifft. Darüber hinaus kooperieren die Teams mit Firmen, die in dem entsprechenden Themenbereich tätig sind. Dies gewährleistet den Austausch von Fachwissen und die Anwendbarkeit des Projekts und daher den potentiellen direkten Nutzen für die Gesellschaft.

Sponsoring/Finanzierung des Projekts: Da Wissenschaft und die Reise nach Paris Geld kosten, kümmern sich die Studierenden um Sponsor*innen. Diese beinhalten unter anderem Firmen, die mit den Lehrenden gemeinsame Projekte hatten oder haben und die das Engagement junger Wissenschaftler*innen fördern möchten.

Öffentlichkeitsarbeit/human practices: Ein wichtiger Punkt der Lehrveranstaltung ist die Wissenschaftskommunikation und -vermittlung an die breite öffentliche Gesellschaft um über Synthetische Biologie aufzuklären und Ängste, Sorgen, Unsicherheiten und Vorurteile abzubauen. Dies wurde in der Vergangenheit unter anderem durch die Teilnahme an der Kinderuni, Lange Nacht der Forschung, Wissenschafts-Pub-Quiz in Wiener Bars, Besuchen in Klassenräumen, Online Umfragen und Aufklärung etc. erreicht. Durch diese direkte Interaktion mit der breiten Öffentlichkeit lernen die Studierenden so die Sorgen und Vorbehalte der Menschen kennen, reflektieren das Projekt und die Risiken und lernen, Wissenschaft in einfacher Sprache zu vermitteln. Ein wichtiger Punkt der Projektpräsentation ist die Erstellung einer öffentlich zugänglichen Wiki Page - eine der wesentlichen Anforderungen des Wettbewerbs -, diese Page informiert die breite Öffentlichkeit über das Projekt und die Ergebnisse. Die Studierenden beschreiben hier die Projektidee, deren Umsetzung und lernen die detaillierte Dokumentation der Experimente.

Am Ende des Projekts im November präsentiert das Team seine Arbeit auf dem iGEM Giant Jamboree, einer großen Konferenz, auf der die Teams ihre Projekte vorstellen und um Preise konkurrieren. Dies bietet den Studierenden die Möglichkeit, ihre Forschungsarbeit einem breiteren Publikum vorzustellen und Feedback von Expert*innen auf diesem Gebiet zu erhalten. Die Aufgaben beinhalten hier die öffentliche Präsentation vor anderen Konferenzteilnehmer*innen im Allgemeinen und im Kleinen bei einer Poster-Session, wo persönlicher diskutiert werden kann. iGEM-Juroren beurteilen letztendlich das Projekt auf unterschiedliche Kriterien hin, wie Projektdesign, Projektmachbarkeit und - durchführung, Sicherheitsaspekte, Kollaborationen, Berücksichtigung breiterer gesellschaftlicher und ethischer Auswirkungen des Projekts. Durch diese professionellen Feedbacks und Diskussionen erhalten die Studierenden nochmals andere Sichtweisen auf das Projekt und lernen, dieses und die Arbeitsschritte der letzten Monate nochmals zu reflektieren.

Zu erwartende und erworbene Kompetenzen:

Fachkompetenz: Experimente entwerfen und planen, Kenntnisse im Forschungsgebiet entwickeln, Erfahrung mit Techniken der synthetischen Biologie, Analyse und kritische Betrachtung wissenschaftlicher Literatur, sorgfältiges und klares dokumentieren von Experimenten, mathematisches Modellieren, Fehlerbehebung

Soziale/ Kommunikative Kompetenz: effektive Zusammenarbeit mit einem Forschungsteam, Präsentationen halten, Verständnis für Arbeitsplatz Dynamik, effektive Vernetzungsarbeit, Zusammenarbeit mit Nichtwissenschaftler*innen (z.B.: Pädagog*innen der mittleren Schulstufe und Schülern), Wissenschaftskommunikation, Erfahrung in der Medienkommunikation

Methodische Kompetenz: Einhaltung knapper Projekt Fristen, zeitgerechte Bestellung von Geräten und Reagenzien, Beantragung von Fördermitteln, Erstellen und Einhalten eines Budgets, Konferenz- und Veranstaltungsplanung, Koordination von Aktivitäten, Notfallplanung, selbständiges Arbeiten

Persönliche Kompetenz: Im Laufe der Projektzeit entwickeln die Studierenden ein Gefühl für Projektverantwortung und die Beherrschung einer überschaubaren Anzahl von Techniken. Die Erfahrung, dass ein eigenständiges Projekt auch unerwünschte Ergebnisse liefert, erhöht die Toleranz gegenüber Hindernissen durch anspruchsvolle Forschung. Letztlich verbessert die Mitarbeit im Projekt die Kommunikationsfähigkeiten der Studierenden und sie erhalten ein Gefühl der Zugehörigkeit zu einer größeren wissenschaftlichen Gemeinschaft.