Modulhandbuch - Fakultät Life Sciences - im Master-Studiengang Biomedical Sciences - Hochschule Albstadt-Sigmaringen

 
Modulhandbuch - Fakultät Life Sciences - im Master-Studiengang Biomedical Sciences - Hochschule Albstadt-Sigmaringen
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
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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.
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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.
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 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),
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       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.
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              (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 1:1
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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&Fischer
Fakultät 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: keine
Fakultät 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: Keine
Fakultät 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: keine
Fakultät 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, Springer
Fakultät 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: keine
Fakultät 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 Studierenden
Fakultät 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 Akademischer
Fakultät 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
Modulhandbuch_BMS                                                                           Stand 15.05.2018

 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 des
Fakultät Life Sciences                                                                          StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS                                                                         Stand 15.05.2018

       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 Originalliteratur
Fakultät 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
       gewünscht
Fakultät 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 Leitlinien
Fakultät 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 Gentechnik
Fakultät 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 Originalliteratur
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