Modulhandbuch - Fakultät Life Sciences - im Master-Studiengang Biomedical Sciences - Hochschule Albstadt-Sigmaringen
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Fakultät Life Sciences Modulhandbuch im Master-Studiengang Biomedical Sciences gültige Studien- und Prüfungsordnung: Version 18.1
Module Modul: Angewandte Zellsysteme - Praktikum 1 Modul: Biological Engineering 3 Modul: Biophysik der Zellen, Membranen und Proteine 8 Modul: Biophysikalische Assaysysteme 9 Modul: Diagnostikpraktikum 12 Modul: Forschungsschwerpunkt Biomedizin 15 Modul: Laborautomation Biomedizin 17 Modul: Managementsysteme in der Biomedizin 18 Modul: Mikrobiologie und Virologie 19 Modul: Molekulare Genetik und Nukleinsäure basierte Assaysysteme 21 Modul: Molekulare Immunologie 23 Modul: Pathophysiologie der Zelle 25 Modul: Pharmakokinetik-Genetik und Drug Targeting 26 Modul: Praktikum Molekulare Genetik und Nukleinsäure basierte Assaysysteme 27 Modul: Proteinbasierte Assaysysteme und Bioinformatik 28 Modul: Regenerative Medizin – rechtliche Grundlagen 30 Modul: Spezielle Biochemie und Physiologie 32 Modul: Statistische Planung und Analyse von Experimenten 34 Modul: Stem Cells in Biomedical Sciences (pluripotent stem cells) 36 Modul: Stem Cells in Biomedical Sciences (adult stem cells) 38 Modul: Stem Cells in Biomedical Sciences (pluripotent stem cells) 40 Modul: Systembiologie 42 Modul: Zellbiologie 44 Modul: Master-Arbeit 46
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Angewandte Zellsysteme - Praktikum
Kennnummer Workload Modulart Studiensemester Dauer Häufigkeit
53500 75 h BMS: 1. u. 2. Semester 1 Sem. WS
56500 Wahlpflicht SoSe (bei
57000 Bedarf)
1 Lehrveranstaltung(en) Sprache Kontakt- Selbst- Credits
zeit studium (ECTS)
53510
Deutsch und/oder
Praktikum Angewandte Zellsysteme
Englisch 2 SWS/ 45 h 2,5 ECTS
30 h
2 Lehrform(en) / SWS:
Praktikum / 2 SWS
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden beherrschen den Umgang mit Zellkulturen (Zellkulturtechniken) und sind mit
dem den besonderen Sicherheitsvorkehrungen/Kontaminationsrisiken beim zellbiologischen
Arbeiten vertraut. Sie sind in der Lage, primäre tierische/menschliche Zellen zu isolieren, zu
kultivieren und spezielle Nachweismethoden der Zellbiologie anzuwenden. Die Studierenden
können mit Bezug auf eine bestimmte Fragestellung ein spezifisches Assaysystem (z.B.
Apoptosenachweis) auswählen, etablieren, optimieren und anwenden. Sie sind in der Lage einen
Versuchsplan zu erarbeiten, die erhaltenen Ergebnisse zu dokumentieren, auszuwerten und zu
diskutieren.
Sie können Ihre wissenschaftlichen Arbeiten in Form eines englischsprachigen „Posters“ darstellen
und dieses auf Englisch präsentieren (wissenschaftliche Diskussion).
Gruppengröße: 16 (2x8)
4 Inhalte:
Sicherheit beim zellbiologischen Arbeiten, Kontaminationsproblematik, zellbiologische
Arbeitsmethoden, Isolierung und Kultivierung von Zellen (z.B. Melanozyten, Keratinozyten,
Fibroblasten, immunkompetente Zellen, neuronale Zellen), Durchführung verschiedener
zellbiologischer Nachweissysteme, Organotypische Modelle, Histologische Arbeitsmethoden,
Tectale Neurone, Zellzyklusanalyse (FACS), Apoptoseinduktion, Analyse der mitochondrialen
Funktion (Seahorse XF Analyzer), Phototoxizitätstest, Qualitätskontrolle im zellbiologischen Labor.
Versuchsplanung in der Zellbiologie, Auswahl und Etablierung eines für eine bestimmte
Fragestellung geeigneten Nachweissystems (z.B. Apoptose). Dokumentation der Ergebnisse,
Erstellen eines „Posters“
Literatur:
Beispielsweise
B. Alberts et al.: Molekularbiologie der Zelle
T. Lindl: Zell- und Gewebekultur
W. Minuth: Von der Zellkultur zum Tissue Engineering
G. Karp: Molekulare Zellbiologie
S. Schitz: Der Experimentator Zellkultur
Zusätzlich wird Originalliteratur im Modul bereitgestellt.Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
5 Teilnahmevoraussetzungen:
Erfolgreiche Teilnahme an der Vorlesung Zellbiologie oder vergleichbare Kenntnisse,
Informationsveranstaltung mit Platzvergabe
6 Prüfungsformen:
Hausarbeit (Poster), Mündliche Prüfung (Posterpräsentation)
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
bestandene Prüfungsleistung
8 Verwendbarkeit des Moduls:
siehe Modulart
9 Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. J. Bergemann
10 Optionale Informationen:
Das Praktikum muss an zwei Terminen pro Woche durchgeführt werden (Dauer ca. 7 Wochen)
Das Praktikum findet wahlweise auf Deutsch oder Englisch statt, Poster und Präsentation des
Posters finden auf Englisch statt, die wissenschaftliche Diskussion im Anschluss findet wahlweise
auf Deutsch oder Englisch statt.Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Biological Engineering
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
semester
55000 150 h BMS: Pflicht 2. Semester 1 Semester Sommersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel Kontaktzeit Selbststudium Credits
55010
BiologicaL Engineering (BiolE) 4 SWS/60 h 90 h 5 ECTS
2 Lehrformen: Vorlesung, Referat
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden kennen wichtige Konzepte der Regenerativen Medizin und neue Arbeitsgebiete der
Biotechnologie. Sie einschätzen und in Diskussionen kompetent ihren eigenen fachlichen und
ethischen Standpunkt vertreten.
Die Studierenden kennen aktuelle Forschungsthemen des Tissue Engineering und Firmen, die im
Bereich Regenerative Medizin aktiv sind. Sie können sich unter Nutzung englischsprachiger
Originalliteratur selbständig in diese Themen einarbeiten und sie vor Fachpublikum präsentieren. Sie
können Firmen und ihre Technologien im Kontext des Marktes und der Regularien für Tissue
Engineering Produkte bewerten.
Die Studierenden kennen die Zusammenhänge zwischen dreidimensionalem Aufbau von Zellmatrices
und biologischer Funktionalität. Wichtigste Technologien der Regenerativen Medizin sind den
Studierenden bekannt. Sie können die Möglichkeiten und Grenzen der unterschiedlichen Konzepte
einschätzen und in Diskussionen kompetent vertreten. Die Studierenden können ihre persönliche
Einschätzung zu ethisch kontrovers diskutierte Fragen im Bereich der Stammzelltherapie, Gentherapie
oder Transplantationsmedizin fachlich begründen und kennen die Möglichkeiten und Grenzen
unterschiedlicher therapeutischer Alternativen.
Die Studierenden kennen die Herstellungsverfahren von Peptidwirkstoffen (Festphasen-,
Lösungssynthese), das Grundprinzip der Schutzgruppenstrategie und die Nomenklatur von Peptiden
und Proteinen. Sie kennen die Möglichkeiten zur Kombination von chemischer Synthese und
rekombinanter Proteinherstellung (z.B. Native chemische Ligation). Vor- und Nachteile der
rekombinanten Technologie und der chemischen Synthese können genannt werden. Die
nichtribosomale Peptid- und Proteinsynthese (NRPS) ist als dritter Weg der Peptidherstellung bekannt.
Die Studierenden können die chemischen Grundlagen der Biopolymersynthese anhand der Peptid- und
Proteinsynthese für chemische, rekombinante und NRPS vergleichen (Aktivierung, Schutz vor
ungerichteter Polymerisation) und daraus generelle Schlüsse zur Wirkung von Enzymen ableiten.
Unterschiedliche Bindemoleküle (Antikörper, Aptamere, Affibodies, etc.), deren Herstellung, Vor- und
Nachteile sind bekannt. Verschiedene Formate multivalenter Antikörper für therapeutische
Anwendungen sind bekannt.
Klassische und moderne Verfahren zur Entwicklung von Antibiotika sind bekannt. Die Wirkprinzipien
wichtiger Antibiotika und die jeweiligen Resistenzmechanismen können anhand der molekularen
Interaktionen von Wirkstoff und Target begründet werden. Die NRPS als Grundlage für
Peptidantibiotika ist bekannt.
Die Studierenden kennen ihre ethische Verantwortung als Wissenschaftler, können Risiken und
Chancen neuer Therapien und Technologien im Bereich Biological Engineering realistisch einschätzen
und sind dadurch in der Lage, ihre eigene Arbeit und die Arbeit anderer Wissenschaftler im Kontext
dieser Verantwortung ethisch und fachlich zu bewerten.
Gruppengröße: bis 35
4 Inhalte:
Schwerpunkt Tissue Engineering:
Biomaterialien: Komponenten und Aufbau der Extrazellulären Matrix (ECM). Schwerpunkt ist der
Zusammenhang zwischen 3D-Aufbau, molekularer Zusammensetzung und Funktion des Knieknorpels.
Biomaterialien aus Biopolymeren, 3D-Träger für das Tissue Engineering, Anwendungsbeispiele aus den
Bereichen Ersatzmaterialien für die Knorpel-Knochen Regeneration bis zu künstlichen Organen.
Diskussion der Vor- und Nachteile und des aktuellen Standes der Wissenschaft.
Zellbasierte Therapeutika Stammzellen, deren Klassifizierung (totipotent, pluripotent, multipotent),Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Charakterisierung und Verfügbarkeit für therapeutische Anwendungen werden im Überblick vorgestellt..
Alternativen wie autologe Zelltherapeutika werden am Beispiel der Knorpelregeneration diskutiert.
Zulassungsrelevante Fragen und Konzepte für die Qualitätskontrolle zellbasierter Therapeutika werden
diskutiert.
Referate: Präsentationen zu Themen des Tissue Engineering. Präsentation von Firmen und ihrer
Technologien in einem anwendungsbezogenen Kontext. (Firmenbewertung z.B. Due Diligence Prüfung,
Partner für Forschungsantrag, Technologiescout ) (20 min). Studierende kennen unterschiedliche Firmen
und Konzepte aus dem Bereich der regenerativen Medizin und sammeln erste Erfahrungen in der
schnellen Einschätzung von Firmen (Finanzen, Markt, Technologien) anhand von frei verfügbaren
Informationen.
Schwerpunkt Protein Engineering
Proteinchemie: Wichtige chemische Reaktionen der Proteinchemie werden vorgestellt. Ihre
Anwendung zur kovalenten Verknüpfung und zur Markierung von Proteinen (Farbstoffe,
Immobilisierung,..) werden diskutiert. Chemische und nichtenzymatische Umlagerungs- und
Abbaureaktionen von Proteinen werden im Kontext der Protein- und Peptidsynthese diskutiert
(Intein/Extein – native chemische Ligation.
Peptidbasierte Therapeutika: Strategien der Peptidsynthese (Festphasensynthese,
Fragmentkopplung, Schutzgruppen) werden vorgestellt und mit der Proteinsynthese in Zellen
verglichen. Möglichkeiten zur chemischen Synthese von Proteinen über Fragmentkopplung und moderne
Ligationstechniken werden vorgestellt.
Protein Engineering: Unterschiedliche Typen von Bindemolekülen (Antikörper, Antikörperfragmente,
Affibodies, Aptamere, ..) für diagnostische und therapeutische Anwendungen werden vorgestellt. Die
Methoden zur Herstellung dieser Moleküle (Immunisierung, MAK, Phage Display, SELEX..) und die Vor-
und Nachteile in unterschiedlichen diagnostischen und therapeutischen Anwendungen werden diskutiert.
Synthetische Biologie: Kurze Vorstellung der aktuellen Ideen und Konzepte der synthetischen
Biologie. Diskussion der Erwartungen an dieses neue Fachgebiet und möglicher Risiken.
Literaturhinweise: .
1. Lanza, R., Langer, R., and Vacanti, J. P., (Eds.) (2007) Principles of Tissue Engineering, 3 ed.,
Academic Press Inc, San Diego. ISBN-13: 978-0-123-70615-7
2. Thomsen, P., Hubbell, J. A., Williams, D., Cancedda, R., and de Bruijn, J. D., (Eds.) (2007)
Tissue Engineering, Academic Pres Inc, San Diego. ISBN-13: 978-0-123-70869-4
3. Minuth, W. M., Strehl, R., and Schumacher, K. (2003) Zukunftstechnologie Tissue Engineering:
Von der Zellbiologie zum künstlichen Gewebe, Wiley-VCH, Weinheim. ISBN-13: 978-3-527-
30793-7
4. Minuth, W. M., and Strehl, R. (2006) 3-D-Kulturen: Zellen, Kultursysteme und Environment ,
Dustri Verlag, Oberhaching. ISBN-13: 978-3-899-67316-6
5. Sewald, N., and Jakubke, H.-D. (2009) Peptides : chemistry and biology, 2nd ed., Wiley-VCH,
Weinheim.ISBN-13: 978-3-527-31867-4
6. Kayser, O., and Müller, R. H. (2004) Pharmaceutical Biotechnology: drug discovery and clinical
applications, Wiley-VCH, Weinheim. ISBN-10: 3-527-30554-8
7. Lutz, S. P., and Bornscheuer, U. T. (2009) Protein Engineering Handbook, Wiley-VCH, Weinheim.
ISBN-13: 9783527318506
Weiterführende Literatur
8. Tätigkeitsbericht der zentralen Ethikkommission für Stammzellforschung (ZES) : Siebenter
Bericht nach Inkrafttreten des Stammzellgesetzes (StZG) für den Zeitraum vom 01.12.2008 –
30.11.2009 Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 53, 623-628.Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
(2010) oder jeweils aktuelle Versionen
9. Regenerative Medicine. Department of Health and Human Services. August 2006.
verfügbar über http://stemcells.nih.gov/info/2006report/
10. Stem Cells: Scientific Progress and Future Research Directions. Department of Health and Human
Services. June 2001. . verfügbar über
http://stemcells.nih.gov/NR/exeres/3E41E0AE-C73C-4842-ADE8-
83A17CD7563B,frameless.htm?NRMODE=Published
5 Teilnahmevoraussetzungen:
6 Prüfungsformen:
Klausur 120 min, Referat (Gewichtung 4 :1)
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen (Klausur
und Referat)
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Pflichtmodul
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 5/90
10 Modulverantwortung: Prof . Dr. Dieter Stoll
11 Im Modul Lehrende: Prof . Dr. Dieter Stoll (Protein Eng) , Dr. Sabine-Sturany-Schobel (Tiss Eng)
12 Sonstige Informationen: Die Schwerpunktthemen Tissue Engineering und Protein Engineering haben
eine Gewichtung von 1:1Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
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Modul: Biomedizinische Technik
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
semester
56500 75 h BMS: Wahlpflicht 1. Semester 1 Semester WS
SS (bei Bedarf)
1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium Credits
565xx Biomedizinische Technik: 2 SWS/30 h 45 h 2,5 ECTS
Therapeutische Methoden
2 Lehrformen: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Teil 1 Laser in der Medizin: Die Studierenden kennen die physikalischen Grundlagen des Lasereffekts.
Sie haben vertiefte Kenntnisse in Fragen der Wechselwirkungsprozesse zwischen Laserstrahlung und
Gewebe. Sie kennen die verschiedenen Lasertechnologien (Gas-, Festkörper-, Eximer- und Farbstoff-
Laser). Auch Transportsysteme für Laserstrahlung sind bekannt. Sie haben einen Überblick über die
hauptsächlichen Anwendungsbereiche von Lasern in der Medizin. Sie haben Kenntnisse zu
grundsätzlichen Fragen der Lasersicherheit.
Teil 2 Strahlentherapie: Die Studierenden haben grundlegende Kenntnisse zu den verschiedenen
Tumortherapieformen und Tumorklassifikationen. Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in
Fragen der Strahlenbiologie, vor allem zu den gewebebezogenen radiobiologischen Faktoren. Sie kennen
die verschiedenen Wechselwirkungen von Strahlung mit Materie. Sie haben Kenntnisse von modernen
Therapieformen wie IMRT, IGRT und Gating.
Sie sind in der Lage Originalliteratur und erweiterte Fragestellungen zu diesen Themen zu bearbeiten
und Querverbindungen zu anderen Bereichen der Biomedizin herzustellen.
Gruppengröße: 25
4 Inhalte:
Teil 1 Laser in der Medizin: Absorption, spontane Emission, stimulierte Emission, photochemische,
photothermische und photomechanische Wechselwirkungen, Photoablation, Photodisruption, Sekundär-
und Langzeiteffekte, Kohlendioxid-Laser, Argonlaser, Nd-YAG-Laser, Excimer-Laser, Farbstofflaser,
Strahlungstransportsysteme: Spiegelarm&Wellenleiter, Lasersysteme für die Medizin, Anwendungen in
Ophthalmologie, Urologie, Dermatologie, Onkologie, Kardiologie, Gynäkologie und Zahnheilkunde,
Laserdiagnostik, Lasersicherheit
Teil 2 Strahlentherapie: Tumorwachstum, Tumoreinteilung, TNM-Klassifikation, Therapieansätze,
strahlenbiologische Wirkungskette, deterministische und stochastische Strahlenwirkungen, TCP&NTCP,
WW von Photonen mit Materie: Photoeffekt, Compton-Effekt, Paarbildung, Erzeugung von Strahlung,
WW von Elektronen mit Materie, Funktion eines Linearbeschleunigers, Dosis, Symmetrie, Homogenität,
Multileafkollimator, intensitätsmodulierte Radiotherapie, On-board imaging, Gating, volumetrische
Rotationstherapie
Literatur:
H.P. Berlien, G. Müller: Angewandte Lasermedizin, ecomed
J. Bille, W.Schlegel: Medizinische Physik 3-Medizinische Laserphysik, Springer
R. Kramme: Medizintechnik, Springer
A. Katzir: Lasers and optical fibers in medicine, Academic Press
M.H. Niemz: Laser-tissue interactions, Springer
C.A. Puliafito: Lasers in surgery and medicine: Principles and practice, Wiley&Lyss
G.G. Steel: Basic Clinical Radiobiology, Hodder Arnold
J. Bille, W.Schlegel: Medizinische Physik 2-Medizinische Strahlenphysik, Springer
J. Richter, M. Flentje: Strahlenphysik für die Radio-Onkologie, Thieme
R. Sauer: Strahlentherapie und Onkologie, Urban&FischerFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
M. Wannenmacher, F. Wenz, Frederik, J. Debus: Strahlentherapie, Springer
Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt bzw. empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Schriftliche Prüfung
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 2.5/90
10 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Bergemann und Dr. Dr. Cossmann
11 Sonstige Informationen: keineFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Biophysik der Zellen, Membranen und Proteine
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
53500 semester
56500 75 h BMS: WPM 1. oder 2. 1 Sem. Wintersemester
57000 Semester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel Kontaktzeit Selbststudium Credits
53590 Biophysik der Zellen, 2 SWS / 30 h 45 h 2,5 ECTS
Membranen und Proteine
(BZMP)
2 Lehrformen: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes) / Kompetenzen:
Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse physikalischer Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten, die
biologischen Prozessen zugrunde liegen, und können diese mathematisch beschreiben und auf
biologische Systeme übertragen. Sie haben ein Verständnis für Modelle, die zur physikalischen
Beschreibung biologischer Systeme verwendet werden.
Sie sind in der Lage Forschungsliteratur und vertiefte Fragestellungen zu ausgewählten Themen zu
bearbeiten und Beziehungen zu anderen Bereichen der pharmazeutischen und biomedizinischen
Forschung herzustellen.
4 Inhalte:
o Zahlen und Größen: Längenskalen und Zeitskalen in der Biologie.
o Mechanisches und chemisches Gleichgewicht in der Zelle, Strukturen von Makromolekülen,
Elektrostatik. Energieumwandlung, Federgesetze, Energieminimierung in biologischen
Systemen.
o Thermodynamik und statistische Physik in der Biologie
o Bewegungen, Diffusionsvorgänge, Molekulare Motoren
o Anwendungen von Mathematik in der Biologie: Differentialgleichungen und ihre Lösungen mit
Exponentialfunktionen, Fouriertransformation, Taylor-Reihen.
Literaturhinweise:
Rodney Cotterill: Biophysik.
Rob Phillips et al: Physical Biology of the Cell
Philip Nelson: Biological Physics
Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt bzw. empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen:
keine
6 Prüfungsformen:
Klausur (60 min)
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
Bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahlpflichtmodul im Masterstudiengang BMS
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 2,5 / 90
10 Modulverantwortung: Prof. Dr. Clemens Möller
11 Im Modul Lehrende: Prof. Dr. Clemens Möller
12 Sonstige Informationen: KeineFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Biophysikalische Assaysysteme
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
53500 semester
56500 75 h BMS: WPM 1. oder 2. 1 Sem. Sommersemester
57000 Semester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel Kontaktzeit Selbststudium Credits
56580 Biophysikalische Assaysysteme 2 SWS / 30 h 45 h 2,5 ECTS
(BiophyA)
2 Lehrformen: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes) / Kompetenzen:
Die Studierenden kennen ausgewählte biophysikalische Testverfahren und Ihre Anwendungen zur
Untersuchung biologischer und biomedizinischer Fragestellungen in der Medikamentenforschung und -
entwicklung. Sie kennen die den Verfahren zugrundeliegenden physikalischen Gesetze.
Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse der Physik als Grundlage biologischer Prozesse und können
physikalische Gesetzmäßigkeiten in biologischen Systemen erkennen und beschreiben.
Sie sind in der Lage Forschungsliteratur und erweiterte Fragestellungen zu ausgewählten Themen zu
bearbeiten und Beziehungen zu anderen Bereichen der pharmazeutischen und biomedizinischen
Forschung herzustellen.
4 Inhalte:
Funktionsprinzipien und Anwendungen ausgewählter biophysikalischer Testverfahren in der
Medikamentenforschung und Entwicklung:
o Ionenkanäle und Membranpotential, Rolle von Ionenkanälen in der Wirkstoffforschung.
o Methoden zur Untersuchung der Funktion von Ionenkanälen: Fluoreszenzassays,
elektrophysiologische Assays (manuelles und automatisiertes/planares Patch-Clamp,
Elektrokardiographie).
o Optische Assays: optische Mikroskopie, Auflösung/Kontrast, Fluoreszenz / High-Throughput
Screening, Marker, High-Content Screening.
o Rastermikroskopie: Tunneleffekt, Tunnelmikroskop, Rasterkraftmikroskop. Abbildeverfahren
(Tapping/intermittent contact mode, contact mode, non-contact mode, Kraftspektrosopie),
Abbilden von Zellen und Molekülen, Erkennen von Artefakten.
o Proteinstrukturen, Fourier-transformation und Kristallstrukturanalyse.
o Label / Label-free Screening. Oberflächenplasmonresonanzspektroskopie: Anregung von
Oberflächenplasmonen, Messung von Bindeereignissen, Anwendungen als Assaysystem.
Literaturhinweise:
Rodney Cotterill: Biophysik.
Bengt Nölting: Methods in Modern Biophysics.
Frances Ashcroft: Ion Channels and Disease.
B. Sakmann, E. Neher: Single-Channel Recording.
Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt bzw. empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Benotetes Referat
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandenes Referat
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahlpflichtmodul für den Masterstudiengang Biomedical Sciences
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 2,5 / 90
10 Modulverantwortung: Prof. Dr. Clemens Möller
11 Im Modul Lehrende: Prof. Dr. Clemens Möller
12 Sonstige Informationen: keineFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Biophysik
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
semester
56550 75 h BMS: Wahlpflicht 2. Semester 1 Semester SS
WS (bei Bedarf)
1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium Credits
56550 Biophysik: 2 SWS/30 h 45 h 2,5 ECTS
Biomaterialwissenschaften
2 Lehrformen: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Teil 1 Mikroskopie: Die Studierenden kennen die physikalischen Grundlagen der Mikroskopie. Sie haben
vertiefte Kenntnisse zu den Unterschieden zwischen Durchlicht- und Auflichtmikroskopie. Sie kennen die
verschiedenen Kontrastverstärkungsmethoden (Dunkelfeld, Phasenkontrast, Polarisationskontrast,
Differentialinterferenzkontrast etc.). Auch fluoreszenzmikroskopische Methoden sind bekannt. Sie haben
einen Überblick über die hauptsächlichen Anwendungsbereiche von Mikroskopie.
Teil 2 Biokompatible Werkstoffe: Die Studierenden haben grundlegende Kenntnisse zu den
verschiedenen Aspekten von Biokompatibiltät und Biofunktionaliät. Die Studierenden haben vertiefte
Kenntnisse in Fragen des Knochenwachstums und der Knochenheilung. Sie kennen die verschiedenen
biokompatiblen Werkstoffe, welche klinisch eingesetzt werden. Sie haben Kenntnisse von Aspekten wie
Testverfahren, Sterilisierungsmethoden und Verschleiss- sowie Korrosionsphänomenen. Sie kennen
wichtige Beispiele von Anwendungen aus der Praxis.
Sie sind in der Lage Originalliteratur und erweiterte Fragestellungen zu diesen Themen zu bearbeiten
und Querverbindungen zu anderen Bereichen der Biomedizin herzustellen.
Gruppengröße: 25
4 Inhalte:
Teil 1 Mikroskopie: Funktionsweise eines Mikroskops, Köhlersche Regeln, Durchlicht- und
Auflichtmikroskopie, Kontrastierungsverstärkungsmethoden, Amplituden- und Phasen-Objekte,
Dunkelfeldbeleuchtung, Phasenkontrast, Schiefe Beleuchtung, Hoffman-Modulationskontrast, Rheinberg-
Beleuchtung, Polarisationskontrast, Differentialinterferenzkontrast, Fluoreszenzmikroskopie, Konfokale
Laser-Raster-Mikroskopie, Multifokale Multiphotonenmikroskopie, 2-Photonen-Mikroskopie, STED-
Mikroskopie, 4Pi-Mikroskopie
Teil 2 Biokompatible Werkstoffe: Begriffsklärungen, Biokompatibilität, Implantattypen,
Gewebereaktionen mit Werkstoffen, Knochenwachstum: Osteogenese, Ossifikation,
Knochenbruchheilung, bioaktive Werkstoffe, Biokompatibilitätstests, Biofunktionalität, Tribologie,
Korrosion, Werkstoffe in der Medizintechnik: Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, Keramiken,
Beispiele aus der Praxis: Brustimplantat, Ohrimplantat, totaler Hüftgelenkersatz, Herzschrittmacher
Literatur:
S. Amelinckx: Handbook of Microscopy I-III, Wiley-VCH
H. Robenek: Mikroskopie in Forschung und Praxis, GIT Verlag
Romeis: Mikroskopische Technik, Urban&Schwarzenberg
Bergmann/Schäfer: Optik, deGruyter
H. Haferkorn: Optik, Johann Ambrosius Barth Verlag
E. Wintermantel, S.-W. Ha: Medizintechnik mit biokompatiblen Werkstoffen und Verfahren, Springer
B.D. Ratner, A.S. Hoffman, F.J. Schoen, J.E. Lemons: Biomaterials Science, Elsevier
T.S. Hin: Engineering Materials For Biomedical Applications, World Scientific Pub
D. Shi: Biomaterials and Tissue Engineering, SpringerFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
A.W. Batchelor, M. Candrasekaran: Service Characteristics of Biomedical Materials and Implants,
Imperial College Press
S. Ramakrishna, Z.-M. Huang, G.V. Kumar, A.W. Batchelor, J. Mayer: An Introduction to Biocomposites,
Imperial College Press
Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt bzw. empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Schriftliche Prüfung
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 2.5/90
10 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Bergemann und Dr. Dr. Cossmann
11 Sonstige Informationen: keineFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Diagnostikpraktikum
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
semester Block 5 d
57000 90 h BMS: Wahlpflicht 3 3 Semester Präsenz SS/WS
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel Kontaktzeit Selbststudium Credits
57010
Diagnostikpraktikum (DPr) 2 SWS/30 h 60 h 2,5 ECTS
2 Lehrformen: Vorlesung, Praktische Übungen am PC, Laborversuche, Literatur& Poster
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
1. Die Studierenden kennen aktuelle Forschungsthemen aus dem Bereich der Biomarkerforschung
(Metabolomics, Proteomics) aus aktuellen wissenschaftlichen Postern und eigener praktischer
Laborerfahrung.
2. Die Studierenden kennen state-of-the art Techniken der massenspektrometrischen Proteom- oder
Metabolomanalyse und moderner Anwendungen von Immunoassays (v.a. multiplexe µELISA
Sandwich Assays, lateral Flow Assays, DigiWest etc.).
3. Die Studierenden lernen ein Institut der angewandten Forschung kennen und haben die Möglichkeit
Experimente gemeinsam mit Ingenieuren, Doktoranden und Wissenschaftlern (PostDocs)
durchzuführen und Fragen zum Themengebiet, zum Ausbildungsgang und zum Berufsumfeld zu
stellen.
4. Das Praktikum ist eine Entscheidungshilfe für die Fortsetzung der eigenen wissenschaftlichen
Ausbildung im Rahmen einer Promotion. Die Studierenden gewinnen einen ersten Einblick in den
wissenschaftlichen Alltag im Forschungslabor. Im Rahmen eines einwöchigen Forschungspraktikums
arbeiten sie an wissenschaftlichen Experimente aus aktuellen Forschungsprojekten mit und
bekommen dadurch Hintergrundinformationen zum Alltag in der biochemischen Forschung.
Gruppengröße: max. 12
4 Inhalte:
Das Modul vermittelt Einblick in aktuelle Forschungsarbeiten eines Instituts der Angewandten
Forschung. Ingenieure, Doktoranden und PostDocs des NMI Naturwissenschaftlichen und Medizinischen
Instituts der Universität Tübingen in Reutlingen, einer Institution der Forschungsallianz Baden-
Württemberg, mit ca. 170 Mitarbeitern und einer interdiziplinären Ausrichtung betreuen Studierende in
einer Kleingruppe (4 Personen) bei Experimenten, die sich aus aktuellen Forschungsthemen dieser
Mitarbeiter ergeben. Allgemeine Arbeitsvorschriften oder publizierte Verfahren werden den Studierenden
zur Verfügung gestellt. Die Studierenden müssen auf dieser Basis die experimentellen Details selbst
planen , z.B. ihre Reagenzien herstellen, Verdünnungsreihen generieren oder experimentelle Abläufe
zusammen mit den Betreuern planen und Daten auswerten bzw. Ergebnisse bewerten.
Die Studierenden müssen sich mit aktuellen Postern zu Projekten des Institutes auseinandersetzen und
haben die Möglichkeit, die auf den Postern beschriebenen Arbeiten mit den Autoren direkt zu
diskutieren.
Es werden aktuelle experimentelle Techniken der Biomarkerforschung eingesetzt (MALDI-MSMS
(Ultraflex III TOF/TOF-MS , Bruker Daltonik), ESI-UHRTOF (maXis, Bruker Daltonik), Q-Exactive
Orbitrap MS (Thermo) mit RSLC 3000 nano HPLC System, Luminex 100™, Luminex 3D™ Flex Map
Systeme, Robotik etc.). Je nach Experiment haben die Studierenden die Möglichkeit MALDI-TOF-MSMS
Messungen für Proteinidentifizierungen selbständig am Gerät (Ultraflex III) durchzuführen.
Massenspektrometrische Daten (MALDI-TOF-MS und MALDI-TOF/TOF-MSMS) werden mittels
FlexAnalysis ™ Software (Bruker Daltonik, Bremen) von den Studierenden im Rahmen eines eintägigen
Einführungsseminars selbständig ausgewertet. Proteinidentifizierungen mittels Sequence Tag oder
MASCOT Suchalgorithmus werden von jedem Studierenden selbständig durchgeführt. Die Möglichkeit
der massenspektrometrischen de novo Proteinsequenzierung wird vorgestellt. Die StudierendenFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
erfahren durch eigenes Experimentieren, wo Möglichkeiten und Grenzen dieser Technik zur
Proteinidentifizierung liegen.
Die Versuche orientieren sich an Projekten, die am NMI zum jeweiligen Zeitpunkt bearbeitet
werden. Deshalb können die genauen Inhalte der Versuche variiieren. Beispiele für Versuche, die bereits
durchgeführt wurden, sind:
Qualitätskontrolle rekombinant hergestellter Proteine und Identifizierung von
Verunreinigungen: 1D-PAGE Auftrennung der Proteine, Färbung mit Coomassie Blue ,
Ausschneiden der Banden, tryptischer In Gel Verdau der Proteinbanden, Elution der Peptide ,
ZipTip® Entsalzung, Präparation eines MALDI-TOF Targets und MALDI-TOF-MS Analyse der
eluierten tryptischen Peptide. Identifizierung über Peptide Mass Fingerprint und über MSMS Daten
nach MALDI-TOF/TOF MSMS Analyse einzelner Peptidmassen.
Multiplexe µELISA Nachweise (Luminex®) mehrere Markerproteine in Zellysaten.
Herstellung von diagnostisch einsetzbaren Antikörperbeads durch Kopplung von Antikörpern an
Luminex Beads. Durchführung eines multiplexen Luminex Sandwich µELISA zum gleichzeitigen
quantitativen Nachweis unterschiedlicher Markerproteine im Zelllysat.Affinitätsreinigung von
polyklonalen Seren für Immunoaffinitäts MS Anwendungen
Kopplung eines Peptidepitopes an Affinitätsmaterial. Aufreinigung des spezifisch an das
Peptidepitop bindenen Antikörpers aus Kaninchenserum. Charakterisierung des Antikörpers mittel
beadbasiertem µELISA. (v.a. TXP-anti-Peptid Antikörper für gruppenspezifische
Affinitätsanreicherung von Peptiden aus tryptischen Verdaus))
Identifizierung von Quervernetzungsprodukten im Gewebe
Homogenisierung von Haut, Collagen, Sehnen etc. Proben in der Kryo-Kugelmühle. Saure Hydolyse
eines Aliquots des Homogenates in 6 N HCl (16 h, 110°C). Markierung der Aminogruppen der
erhaltenen Aminosäuren. HPLC-ESI_UHRTOF-MS und MSMS Analyse der Hydrolysate.
Identifizierung von Aminosäuren, die bei enzymatischer Quervernetzung oder bei thermischer
Belastung in der Maillard Reaktion entstehen können. Quantifizierung von bekannten Markern der
Quervernetzung von Proteinen im Gewebe (z.B. Carboxymethylllysin,, Argpyridin, Pentosidin, etc.).
Quantifizierung des Collagenanteils über Hydroxyprolin.#
Metabolomics – Vergleich von Pflanzenextrakten
HPLC-ESI-UHRTOF-MS (MSMS) Analyse von Pflanzenextrakten (Tee, Kaffee, Rettichsaft, etc.).
Statistische Hauptkomponentenanalyse der Datensätze zur Identifizierung von Unterschieden in
den Proben. Ableiten einer Summenformel über genaue Massenbestimmung und MSMS
Fragmentierung. Identifizierung der niedermolekularen Substanzen über die Summenformel und
die Fragmentspektren in Moleküldatenbanken (ChemBank, METLIN, KEGG, ChemDB, etc.).
Targeted Plasma Proteomics
Tryptischer Abbau von Plasmaproteinen. Gruppenspezifische Immunoaffinitätsanreicherung von
TXP-Peptiden mit gleichem C-Terminus mit TXP-Antikörpern, die gegen kurze Peptidepitope (C-
terminal 3 Aminosäuren + K/R) generiert wurden. Elution der gebundenen Peptide und HPLC-ESI-
UHRTOF-MS /MSMS Analyse der Peptidpools zur Identifizierung der Proteine, aus denen die Peptide
stammen. Durch Zugabe stabil isotopenmarkierter Standardproteine oder Peptide kann eine
multiplexe Quantifizierung erfolgen.
Lateral flow Assay
Einsatz eines Lateral Flow Prototypassays zum Nachweis von Histamin in Labensmittelmatrices.
Versuiche zum Probenaufschluss und zur Probenvorbereitung. Verkleben der unterschiedlichen
Teile des Lateral Flow Assays.
DigiWest Assay
Der Digiwest Assay wurde am NMI entwickelt und ermöglich die parallele Durchführung von
mehreren hundert westernBlot Äquivalenten auf farbcodierten Beads. Die Studierenden führen
Assays mit unterschiedlichen AK selbst durch und werten die Daten mit dem DigiWest Programm
selbst aus.
Literaturhinweise Lehrbücher & Übersichtsartikel:
1. Lottspeich, F., and Engels, J. W., (Eds.) (2006) Bioanalytik, 2. Auflage, Spektrum AkademischerFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Verlag (Elsevier GmbH), München. ISBN-13: 978-3-8274-1520-2
2. Rehm, H. (2006) Proteinbiochemie / Proteomics, 5. erweiterte und überarbeitete Auflage,
Spektrum Akademischer Verlag (Elsevier GmbH), München. ISBN-13:978-3-8274-1726-8
3. Raem, A. M., and Rauch, P., (Eds.) (2007) Immunoassays, 1. Auflage, Spektrum Akademischer
Verlag (Elsevier GmbH), München. ISBN-13: 978-3-8274-1636-0.
4. Treindl F, Ruprecht B, Beiter Y, Schultz S, Dottinger A, Staebler A, Joos TO, Kling S, Poetz O, Fehm
T, Neubauer H, Kuster B, Templin MF (2016) A bead-based western for high-throughput cellular
signal transduction analyses. Nat Commun 7:12852. doi:10.1038/ncomms12852.
Vertiefende Literatur
5. Chapman, J. R., (Ed.) (2000) Mass Spectrometry of Proteins and Peptides, 2nd ed., Humana Press
Inc., Totowa (NJ). ISBN 0-89603-609-x
6. Westermeier, R. (2005) Electrophoresis in Practice, 4th revised and enlarged edition ed., Wiley-
VCH, Weinheim. ISBN 3-527-31181-5
7. Aebersold, R., and Mann, M. (2003) Mass spectrometry-based proteomics, Nature 422, 198-207.
8. Anderson, L., and Hunter, C. L. (2006) Quantitative mass spectrometric multiple reaction
monitoring assays for major plasma proteins, Mol Cell Proteomics 5, 573-588.
9. Gstaiger, M., and Aebersold, R. (2009) Applying mass spectrometry-based proteomics to genetics,
genomics and network biology, Nat Rev Genet 10, 617-627.
10. Righetti, P. G., Castagna, A., Herbert, B., Reymond, F., and Rossier, J. S. (2003) Prefractionation
techniques in proteome analysis, Proteomics 3, 1397 - 1407.
11. Schneider, L. V., and Hall, M. P. (2005) Stable isotope methods for high-precision proteomics, Drug
Discov Today 10, 353-363.
12. Shevchenko, A., Tomas, H., Havlis, J., Olsen, J. V., and Mann, M. (2006) In-gel digestion for mass
spectrometric characterization of proteins and proteomes, Nat Protoc 1, 2856-2860.
5-10 aktuelle Poster und Publikationen des NMI zu den Themen Biomarker, Proteinmicroarrays,
Immunoassays, massenspektrometrische Proteomanalytik , Immunoaffinitäts MS ) die auf
wissenschaftlichen Kongressen präsentiert wurden
5 Teilnahmevoraussetzungen:
Vorlesung Systembiologie & Proteomics
6 Prüfungsformen:
Mündliche Prüfung 20 min
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
Teilnahme an allen Versuchen und bestandene Prüfungsleistung
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahlpflichtmodul für den Masterstudiengang Biomedical Sciences.
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 2,5/90
10 Modulverantwortung: Prof. Dr. Dieter Stoll
11 Im Modul Lehrende: Prof. Dr. Dieter Stoll , M.Sc. Eugenia Salzmann
12 Sonstige Informationen:Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
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Modul: Forschungsschwerpunkt Biomedizin
Kennnummer Workload Modulart Studiensemester Dauer Häufigkeit
57000 75 h Wahlpflicht (3.Semester WPM) Ein SS oder
modul Semester WS
wird nicht
immer
angeboten
1 Lehrveranstaltung(en) Sprache Kontakt- Selbst- Credits
zeit studium (ECTS)
FORSCHUNGSSCHWERPUNKT Deutsch
BIOMEDIZIN und/oder 2 SWS
Englisch (30h) 45 h 2.5 ECTS
Kann Kann
variieren variieren
2 Lehrform(en): VORLESUNG/SEMINAR
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden haben sich in einen komplexen Bereich der biomedizinischen Wissenschaft
eingearbeitet. Dieser soll an aktuellen Forschungsthemen der in BMS beteiligten
Hochschullehrern/Mitarbeitern ausgerichtet sein. Die Schwerpunkte können somit variieren. Als
Beispiel ist hier das Thema „Mitochondriale Theorie der Alterung“ dargestellt.
Die Studierenden können (1) detailliert den aktuellen Stand der wissenschaftlichen Diskussion zu
einem Teilbereich dieses Themas darstellen, (2) das Gesamtthema darstellen und (3) Modelle,
Theorien und Ergebnisse aus diesem Bereich bewerten und miteinander vergleichen. In der
Diskussion der verschiedenen Vortragsthemen (auf einander aufbauend) können verschiedene
Modelle / Argumentationen miteinander verglichen, gegeneinander bewertet und abschließend in
das Gesamtbild eingeordnet werden. werden.
Die Studierenden sind in der Lage in einer Diskussion darzustellen, warum bestimmte
Modelle/Theorien von Ihnen favorisiert bzw. abgelehnt werden. Die Einarbeitung in komplexe
Modellsysteme (Masterarbeit) ist den Studierenden durch die Teilnahme an dieser
Lehrveranstaltung erleichtert.
4 Inhalte:
Die Schwerpunktthemen sollen variiert werden. Es können auch verschiedene Schwerpunktthemen
(max 2-3) kombiniert, bzw ein Thema durch ein weiteres Thema vervollständigt bzw. ergänzt
werden. Es erfolgt zunächst eine Einführung in den betreffenden Schwerpunkt durch den Dozenten.
Anschließend werden die Unterthemen durch die Studierenden präsentiert.
Ein Beispiel für einen Schwerpunkt war das Thema Biogerontologie Mitochondriale Theorie der
Alterung. Die Inhalte zu diesem Schwerpunkt sind hier beispielhaft dargestellt: Es werden die
wichtigsten Themen der Mitochondrialen Theorie der Alterung behandelt. Die Vorträge sind so
aufgebaut, dass zunächst theoretische Grundlagen gelegt werden. Danach werden experimentelle
Befunde vorgestellt, welche u.a. die Grundlage für Hypothesen zur Akkumulation von mtDNA
Schäden bilden. Es sollen Schwachpunkte der Hypothesen anhand der experimentellen Befunde
aufgedeckt werden. Außerdem sollen aktuelle Hypothesen vorgestellt und kritisch betrachtet
werden. Theorien zum Mechanismus der Entstehung von mtDNA Deletionen werden ebenfalls
kritisch diskutiert. Weitere Themen: alte und neue Methoden der Quantifizierung von mtDNA
Schäden, Krankheiten in Zusammenhang mit mtDNA Schäden, Hypothesen zur Entstehung desFakultät Life Sciences StuPO 18.1
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Phänotyps der Alterung (in Bezug auf die mitochondriale Theorie der Alterung)
Das Seminar gibt einen Überblick über den derzeit aktuellen Stand der Wissenschaft in
verschiedenen Bereichen der mitochondrialen Theorie der Alterung.
Literatur:
Es wird eine umfangreiche Originalliteratursammlung bereitgestellt. Exemplarisch ist die zu
bearbeitende Literatur für einem von ca 15 Vortragsthemen dargestellt:
Vortrag 6: Slip-Replication
HOLT, I.J.; HARDING, A.E.; MORGAN-HUGHES, J.A.: Deletions of muscle mitochondrial DNA in
mitochondrial myopathies: sequence analysis and possible mechanisms. In: Nucleic Acids Research,
17. Jg. (1989), H. 12, S. 4465-4469. CLAYTON, D.A. 1982: Replication of Animal Mitochondrial
DNA. In: Cell Journal of Theoretical Biology, 28. Jg. (1982), S. 693-705. SAMUELS, D.C.:
Mitochondrial DNA repeats constrain the life span of mammals. In: Trends in genetics, 20. Jg.
(2004), H. 5, S. 226-229. SAMUELS, D.C.; SCHON, E.A.; CHINNERY, P.F.: Two direct repeats cause
most human mtDNA deletions. In: Trends in genetics, 20. Jg. (2004), H. 9, S. 393-398. TAYLOR,
R.W.; TAYLOR, G.A.; DURHAM, S.E.; TURNBULL, D.M.: The determination of complete human
mitochondrial DNA sequences in single cells: implications for the study of somatic mitochondrial
DNA point mutations. In: Nucleic Acids Research, 29. Jg. (2001), H. 15, S. E74-4. MADSEN, C.S.;
GHIVIZZANI, S.C.; HAUSWIRTH, W.W.: In vivo and in vitro evidence for slipped mispairing in
mammalian mitochondria. In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 90. Jg.
(1993), H. 16, S. 7671-7675. SAIWAKI, T.; SHIGA, K.; FUKUYAMA, R.; TSUTSUMI, Y.; FUSHIKI, S.:
A unique junctional palindromic sequence in mitochondrial DNA from a patient with progressive
external ophthalmoplegia. In: Journal of clinical pathology, 53. Jg. (2000), S. 333-335. DEGOUL, F.;
NELSON, I.; AMSELEM, S.; ROMERO, N.; OBERMAIER-KUSSER, B.; PONSOT, G.; MARSAC, C.;
LESTIENNE, P.: Different mechanisms inferred from sequences of human mitochondrial DNA
deletions in ocular myopathies. In: Nucleic Acids Research, 19. Jg. (1991), H. 3, S. 493-496. MITA,
S.; RIZZUTO, R.; MORAES, C.T.; SHANSKE, S.; ARNAUDO, E.; FABRIZI, G.M.; KOGA, Y.; DIMAURO,
S.; SCHON, E.A.: Recombination via flanking direct repeats is a major cause of large-scale deletions
of human mitochondrial DNA. In: Nucleic Acids Research, 18. Jg. (1990), H. 3, S. 561-567.
SHOFFNER, J.M.; LOTT, M.T.; VOLJAVEC, A.S.; SOUEIDAN, S.A.; COSTIGAN, D.A.; WALLACE, D.C.:
Spontaneous Kearns-Sayre/chronic external ophthalmoplegia plus syndrome associated with a
mitochondrial DNA deletion: a slip-replication model and metabolic therapy. In: Proceedings of the
National Academy of Sciences USA, 86. Jg. (1989), H. 20, S. 7952-7956.
5 Teilnahmevoraussetzungen: Einführungsveranstaltung mit verbindlicher Anmeldung
6 Prüfungsformen: Referat
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen: Referat
Teilnahme an der Vorlesung/Seminar
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahlpflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Jörg Bergemann
10 Optionale Informationen: Englische OriginalliteraturFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Laborautomation Biomedizin
Kennnummer Workload Modulart Studiensemester Dauer Häufigkeit
75 h Vorlesung, 2. Semester 1 Sem. Sommerse
Übung mester
1 Lehrveranstaltung(en) Sprache Kontakt- Selbst- Credits
zeit studium (ECTS)
Laborautomation Biomedizin Englisch (siehe
auch optionale 2 SWS
Informationen (30h) 45 h 2,5 ECTS
unten)
2 Lehrform(en) / SWS:
Vorlesung, Übung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden kennen die Grundlagen der Laborautomation und können deren Vor- und
Nachteile nennen sowie sinnvolle Anwendungsgebiete anhand von Beispielen erläutern. Die
Studierenden haben Kenntnisse der verschiedenen Arten von Laborrobotern und deren
Funktionsprinzipien sowie einen vertieften Einblick in den Aufbau und die Funktion der
entsprechenden Steuerungssoftware bekommen.
4 Inhalte:
o Was ist/warum brauchen wir/wo finden wir Laborautomation
o Entwicklung der Laborautomation, gesellschaftlicher Impact
o Grundlagen und Definitionen anhand von Beispielprozesse aus der Bioanalytik
o Robotertypen
o Anforderungen an Automationsprozesse
o Aufbau und Funktionsprinzip verschiedener Typen von Laborrobotern
o Softwareanforderungen und Steuerprinzipien
o Anwendungsbeispiele aus dem Industriealltag
o Sensoren in der Laborautomation
o Wie implementiere ich Laborautomation in meinem zukünftigen Berufsalltag?
Literatur:
Automation solutions for analytical measurement, H. Fleischer und K. Thurow,
ISBN: 978-3-527-34217-4 , Wiley-VCH, Weinheim, 1. Auflage 09/2017
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Klausur 60 min
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahlpflichtmodul für den Masterstudiengang Biomedical Sciences
9 Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Thole Züchner
10 Optionale Informationen:
Englischsprachige Vorlesung/Übung mit Erläuterungen auf Deutsch wenn benötigt und/oder
gewünschtFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Managementsysteme in der Biomedizin
Kennnummer Workload Modulart Studiensemester Dauer Häufigkeit
1 Jedes
75 h Wahlpflicht Semester Semester
1 Lehrveranstaltung(en) Sprache Kontakt- Selbst- Credits
zeit studium (ECTS)
Managementsysteme in der Biomedizin Deutsch
Englisch 2 SWS / 45 h 2,5 ECTS
30 h
2 Lehrform(en) / SWS:
Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden erarbeiten sich ein breites und integriertes Wissen im Bereich der
Managementsysteme in der Biomedizin, im speziellen zu den steril bzw. aseptisch hergestellten
Biotech- Arzneimitteln. Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, sich in dem
sich schnell verändernden regulatorischen Umfeld der Biotech Arzneimittel zurecht zu finden.
Die Studierenden können das Gelernte in dem späteren beruflichen Umfeld einsetzten und mit
neuem Wissen kombinieren.
4 Inhalte:
In der Vorlesung werden die verschiedenen Anforderungen an die Herstellung und Prüfung von
Biotech-Arzneimitteln erarbeitet, vor allem das neue Feld des sog. „Containment“ wird umfassend
und detailliert bearbeitet. Hierzu gehört das Aneignen der sich schnell verändernden Vorgaben zum
Arbeiten im Reinraum bzw. am Isolator, auch mit Einwegisolatoren.
Die Studierenden bekommen einen Einblick in die Forschungsaktivitäten in diesem Bereich.
5 Teilnahmevoraussetzungen:
Keine
6 Prüfungsformen:
Projekt
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
Bestandenes Projekt
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Siehe Modulart
9 Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Christa Schröder
10 Optionale Informationen:
Aufführung englischsprachige Elemente
Englischsprachige Vorlesungsfolien
Englischsprachige Gesetztestexte und LeitlinienFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Mikrobiologie und Virologie
Kennnummer Workload Modulart Studien- Dauer Häufigkeit
semester
52500 150 h BMS: Pflicht 1. Semester 1 Semester Wintersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel Kontaktzeit Selbststudium Credits
52510 Mikrobiologie und Virologie 4 SWS/60 h 90 h 5 ECTS
(MiBiV) 2 SWS/30 h 45 h 2,5
Medizinische Mikrobiologie 2 SWS/30 h 45 h 2,5
Molekulare Virologie
2 Lehrformen: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden entwickeln ein Verständnis dafür, wie und wo Infektionskrankheiten übertragen
werden. Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse in den Fachgebieten der Mikrobiologie und
Virologie. Sie gewinnen Kenntnisse des Aufbaus und der Funktion von Mikroorganismen und ihrer
Wechselwirkungen mit dem Wirtsorganismus. Die Studierenden lernen von relevanten Beispielen den
Verlauf von Infektionskrankheiten und die Möglichkeiten ihrer Behandlung, als auch ihrer Verhütung.
Die Studierenden sind in der Lage Originalliteratur zu speziellen Themen der Mikrobiologie und Virologie
zu bearbeiten, zu präsentieren und Querverbindungen zu anderen Bereichen der Biomedizin
herzustellen.
4 Inhalte:
Medizinische Mikrobiologie
Allgemeine Infektionslehre: Erreger-Wirt-Beziehung, Pathogenitätsmechanismen.
Einführung in die Epidemiologie: Übertragung von Infektionskrankheiten, Erfassung, Bekämpfung.
Antimikrobielle Therapie.
Krankheiten durch ausgewählte Erreger.
Nosokomiale Infektionen.
Molekulare Virologie
Grundlagen der Virologie: E. JENNER und erste Impfungen, Entdeckung der Viren.
Klassifikation der Viren: Aufbau, traditionelle und BALTIMORE Klassifikation, wichtige Vertreter aus
verschiedenen Gruppen als Krankheitserreger.
Strukturprinzipien und Verpackung: Symmetrien, Triangulationsnummern, Hülle, Verpackung des
viralen Genoms.
Onkogene Viren: Transformation und Immortalisation von Zellen, Beispiele onkogener Viren.
Virusinfektionen und Immunsystem: Antikörper, zellvermittelte Immunität, Interferon.
Prophylaxe und Therapie von Virusinfektionen: Immunoprophylaxe, Chemotherapie,
Biographien von Phagen und humanpathogener Viren: Bakteriophagen, DNA Viren, RNA Viren,
Retroviren.
Prione: CJD, BSE, Scrapie.
Literatur:
Medizinische Mikrobiologie:
Lehrbücher der medizinischen Mikrobiologie, z.B.
HAHN, FALKE, KAUFMANN, ULLMANN: Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. 5. Aufl. Springer
Medizin Verlag: Heidelberg 2005.
MARRE, MERTEN, TRAUTMANN: Klinische Infektiologie. 2.Aufl. Urban &Fischer: München 2008.
Molekulare Virologie:
FLINT, ENQUIST, KRUG, RACANIELLO, SKALKA: Principles of Virology - Molecular Biology, Pathogenesis
and Control. American Society of Microbiology: Washington D.C. 2000.
STRAUSS, STRAUSS: Viruses and Human Disease. Academic Press: San Diego 2002.
KNIPE, HOWLEY: Fundamental Virology. Lippincott Williams & Wilkins: Philadelphia 2001.Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
BRAVDIS, KÖHLER, EGGERS, PULVERER: Lehrbuch der Medizinischen Mikrobiologie. Gustav Fischer:
Stuttgart 1994.
DOERFLER: Viren - Krankheitserreger und Trojanisches Pferd. Springer Verlag: Berlin 1996.
MADIGAN, MARTINKO, PARKER: Brock - Biology of Microorganisms. Pearson Education: Upper Saddle
River, aktuelle Auflage.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Referat und Klausur (90 min, gleiche Punktzahl für die beiden Bereiche Mikrobiologie
und Virologie)
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: : Bewertung von Klausur und Referat
mit jeweils der Note 4,0 oder besser
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 5/90
10 Modulverantwortung: Prof. Dr. V. Riethmüller
11 Im Modul Lehrende: Prof. Dr. V. Riethmüller, Dr. H. D. Lohrer
12 Sonstige Informationen:Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Molekulare Genetik und Nukleinsäure basierte Assaysysteme
Kennnummer Workload Modulart Studiensemester Dauer Häufigkeit
54000 150 h Pflichtmodul Sommersemester Ein NUR
Vorlesung (2.Semester) Semester SOMMERSE
MESTER
1 Lehrveranstaltung(en) Sprache Kontakt- Selbst- Credits
zeit studium (ECTS)
Molekulare Genetik und Nukleinsäure Vorlesung:
basierte Assaysysteme Deutsch 4 SWS
Englische (60h) 90 h 5 ECTS
Originalliteratu
r
2 Lehrform(en): VORLESUNG
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in der molekularen Genetik, der Gentechnik und den
Nukleinsäure basierten Assaysystemen (Bioanalytik). Sie können die Inhalte (siehe Inhaltsangabe)
dieses Moduls wiedergeben. Sie sind in der Lage -auch im Gespräch- Quervernetzungen zwischen
den einzelnen Schwerpunktthemen, wie auch zu anderen Modulen des Studienganges BMS (und
aktuellen Fragestellungen) herzustellen. Sie kennen wichtigste Arbeitsmethoden aus dem Bereich
der molekularen Genetik / Gentechnik und sind in der Lage diese gezielt für wissenschaftliche
Fragestellungen einzusetzen und ggf. zu optimieren und/oder zu verknüpfen. Neben den
analytischen/diagnostischen Methoden sind Sie auch mit therapeutischen Methoden vertraut. Sie
sind in der Lage diese Methoden - wie auch die mit diesen Methoden erhaltenen Ergebnisse -
kritisch zu bewerten. Sie können zudem die gesellschaftliche Bedeutung dieser neuen Techniken
bewerten. Die Studierenden haben ein breites Interesse an dem äußerst interessanten Gebiet
entwickelt. Sie sind in der Lage Originalliteratur und erweiterte Fragestellungen zu diesem Thema
zu bearbeiten
4 Inhalte:
Molekulare Genetik: Erweiterte Grundlagen und spezielle Aspekte: Nukleotidbiosynthese,
dynamischen Struktur der DNA, Replikation, Transkription, Translation, Genregulation,
Rekombination, Mutationen, Reparatur, Designernukleasen, Erkrankungen mit genetischer Ursache,
Molekulare Alterung, Sicherheitsaspekte im Umgang mit Nukleinsäuren
Gentechnik: Charakterisierung von Nukleinsäuren, Klonierungstechniken, DNA-modifizierende
Enzyme, DNA-Protein-Interaktionen, DNA-Restriktion, DNA-Synthese, Mutagenese,
Gentransfersysteme, Regulation der Genexpression, Heterologe Genexpression, Gentechnisch
hergestellte Arzneimittel/ Nahrungsmittel, Pharming,
Molekulare Diagnostik: Sequenzierungstechniken, Fingerprinting, Spezielle PCR-Techniken, Bio-
Chips, Subtraktive Methoden, DNA-Schäden, DNA-Reparatur, Gene und Krebs, Molekulare
Diagnostik von Krankheiten, Molekulargenetische Methoden zum Wirkstoffscreening und
Wirknachweis, HTS, ,
Therapeutische Ansätze in der Genetik: Gentherapie, Therapeutische Nukleinsäuren,
Designernukleasen, Individuelle Medizin, Verantwortung im Umgang mit Daten der molekularen
Diagnostik.
Bioethische Grundfragen: Pro und Contra GentechnikFakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Gastvorträge (z.T. auch durch Absolventen unseres Studienganges)
Literatur Empfehlungen: Knippers: Molekulare Genetik, Lewin: Gene Dingermann: Gentechnik-
Biotechnik, Ganten: Handbuch der Molekularen Medizin, Lottspeich: Bioanalytik, Clark: Molecular
Biology, Watson: Molecular biology of the gene
5 Teilnahmevoraussetzungen: Unbenotete Hausarbeit: Teamarbeit und Aufgaben
6 Prüfungsformen: Mündliche Prüfung und Referate
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen: Klausur
und Referat
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Pflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Jörg Bergemann
10 Optionale Informationen: Im Wahlpflichtbereich wird das Praktikum Molekulare Genetik und
Nukleinsäure basierte Assaysysteme angeboten, was sich auf dieses Modul bezieht.
Referate Deutsch oder Englisch mit englischer OriginalliteraturSie können auch lesen
