BioModule
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Examination number
Abbreviation
Title German
Title English
Coordinator/s (responsible lecturer/s)
Study programme coordinator
Status
Lecturers
Prof. Dr. Ilka Axmann, Prof. Dr. Oliver Ebenhöh, Prof. Dr. Markus Kollmann, Prof. Dr. Andreas Weber, Prof. Dr. Matias Zurbriggen
Semester
Contact and organization
Mode
Mandatory module
Compulsory elective module
Workload
Credit points
Contact time
Self-study
Course components
Praktikum: 18 SWS Vorlesung: 3 SWS
Module window
Group size
Duration
Learning outcomes/skills
Die Studierenden können die theoretischen und praktischen Grundlagen der Synthetischen Biologie in prokaryotischen und eukaryotischen Systemen (Hefe, Pflanzen, Tiere) beschreiben und die Prinzipien und Ansätze der molekularen Systembiotechnologie zuordnen. Sie sind in der Lage, die neuen Technologien und Ansätze der Synthetischen Biologie anzuwenden: neue Klonierungsmethoden, synthetische Schalter, signal-, optogenetische und metabolische Netzwerke aufzubauen für die Grundlageforschung sowie biotechnologische Anwendungen. Sie sind in der Lage, wissenschaftliche Fragestellungen zu entwickeln und zu formulieren, Experimente zu planen und die Resultate dokumentieren, selbständig interpretieren und zu präsentieren. Die Studierenden sind imstande die Grundlagen der zellulären Signalverarbeitung und den metabolischen Vorgängen in Prokaryoten und Eukaryoten sowie Konzepten und Methoden der quantitativen Biologie, um diese Systeme zu beschreiben. Dies beinhaltet die Fähigkeit biochemische Ratengleichungen am Computer zu simulieren und statistische Analysen von experimentell gewonnenen Daten durchzuführen. Die Studierenden sind in der Lage das Wissen über das Erstellen und Lösen von Differentialgleichungen zu erläutern. Sie sind in der Lage quantitative Messungen selbständig im Labor durchzuführen, auszuwerten und bewerten. Sie können eigenständig ein selbstausgesuchtes Thema unter Zuhilfenahme englischsprachlicher Fachliteratur ausarbeiten und verständlich vortragen in Rahmen einer Seminarveranstaltung.
Forms of teaching
Vorlesung o. seminaristischer Unterricht mit Übungen oder Laborpraktika, Seminarvortrag
Content
Experimentell orientierter Vorlesungsteil und Praktika: Die Studierenden erhalten eine Auffrischung ihres Wissens über die zentralen Prinzipien der Signaltransduktion, der Genregulation, und des Metabolismus prokaryotischer und eukaryoti- scher Zellen, welche für die Synthetische Biologie und biotechnologische Ansätze relevant sind. Sie lernen neue Methoden der Synthetischen Biologie für den Aufbau synthetischer Signal- und metabolischer Netzwerke, sowie Biosensoren und chemisch- und lichtregulierbare Schalter. Die Studenten erhalten einen Einblick in die neuen Beiträge, die die Synthetische Biologie leistet in der Grundlagenforschung und angewandten Bereichen der Agrarwissenschaften, Biomedizin, Pharmazie sowie für die Produktion von Bioenergie und Biomasse. Die Vorlesungen werden durch Laborpraktika begleitet. Hier lernen die Studenten neue Klonierungsmethoden und als Projektaufgabe das selbständige Design, den Aufbau und die Anwendung synthetischer Netzwerke in Prokaryoten und Eukaryoten. Die Studenten werden zelluläre Antworten auf veränderte Umgebungsbedingungen quantitativ messen: konkrete Beispiele sind Messungen, die zu veränderter Genexpression durch Einkopplung von Licht führen (Optogenetische Schalter, zelluläre Zirkadiane Uhr) und Messungen und Auswertung von Metabolitkonzentrationen in Zellen unter verschiedenen Wachstumsbedingungen. Theoretisch orientierter Vorlesungsteil: Die Studierenden erlernen den Umgang mit einer einfachen Programmiersprache (Phython), um biochemische Ratengleichung am Computer zu simulieren und statistische Analysen durchzuführen. In den begleitenden Vorlesungen werden dazu die mathematischen Grundlagen (Differentialgleichungen, Statistik) auf einem für Biologen verständlichen Niveau behandelt.
Eligibility
Formal: Zulassung zum Studiengang Inhaltlich: keine
Examination forms
Lernportfolio bestehend aus: (1) Kompetenzbereich Wissen (60% der Note): schriftliche Prüfung (Regelfall) über die Inhalte der Vorlesung und des Praktikums. (2) Anwendung des erworbenen Wissens (20 % der Note): Übungsaufgaben/Bewertung der Protokolle während des Praktikums. (3) Kompetenzbereich Präsentation (20% der Note): Ausarbeitung, Halten und Diskutieren eines Seminarvortrags
Requirements for the award of credit points for this course
(1) Bestehen des Kompetenzbereichs Wissen und Anwendung des erworbenen Wissens. (2) Regelmäßige und aktive Teilnahme an den Praktika. (3) Bestehen des Kompetenzbereichs Präsentation.
Relevant for following study programs/major
M.Sc. Biologie Major: ( ) Biomedizin & Zellbiologie ( ) Evolution & Biodiversität (x) Plant Sciences – Ernährungssicherheit im Klimawandel (x) Künstliche Intelligenz & Data Science ( ) Pathogene & Infektionsbiologie (x) Synthetische Biologie & Biotechnologie
Compatibility with other curricula
Significance of the mark for the overall grade
Die Note fließt, entsprechend der Leistungspunkte (CP) gewichtet, in die Gesamtnote ein. M.Sc. Biologie zweijährige Variante 14/72
Course language
Englisch
Additional information
Das Modul wird zentral vergeben http://www.biologie.hhu.de/studium/studierende/modulvergabe.html oder kurzfristig durch Email an matias.zurbriggen@uni-duesseldorf.de
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