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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
53500
56500
57000
Workload
75 h
Modulart
BMS:
Wahlpflicht
Studiensemester
1. u. 2. Semester
Dauer
1 Sem.
Häufigkeit
WS
SoSe (bei
Bedarf)
1 Lehrveranstaltung(en)
53510
Praktikum Angewandte Zellsysteme
Sprache
Deutsch und/oder
Englisch
Kontakt-
zeit
2 SWS/
30 h
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
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
55000
Workload
150 h
Modulart
BMS: Pflicht
Studien-
semester
2. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
Sommersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
55010
BiologicaL Engineering (BiolE)
Kontaktzeit
4 SWS/60 h
Selbststudium
90 h
Credits
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. </info/scireport/2006report.htm> 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. </info/scireport/2001report>. 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
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Biomedizinische Technik
Kennnummer
56500
Workload
75 h
Modulart
BMS: Wahlpflicht
Studien-
semester
1. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
WS
SS (bei Bedarf)
1 Lehrveranstaltungen
565xx Biomedizinische Technik:
Therapeutische Methoden
Kontaktzeit
2 SWS/30 h
Selbststudium
45 h
Credits
2,5 ECTS
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
53500
56500
57000
Workload
75 h
Modulart
BMS: WPM
Studien-
semester
1. oder 2.
Semester
Dauer
1 Sem.
Häufigkeit
Wintersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
53590 Biophysik der Zellen,
Membranen und Proteine
(BZMP)
Kontaktzeit
2 SWS / 30 h
Selbststudium
45 h
Credits
2,5 ECTS
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
53500
56500
57000
Workload
75 h
Modulart
BMS: WPM
Studien-
semester
1. oder 2.
Semester
Dauer
1 Sem.
Häufigkeit
Sommersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
56580 Biophysikalische Assaysysteme
(BiophyA)
Kontaktzeit
2 SWS / 30 h
Selbststudium
45 h
Credits
2,5 ECTS
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
56550
Workload
75 h
Modulart
BMS: Wahlpflicht
Studien-
semester
2. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
SS
WS (bei Bedarf)
1 Lehrveranstaltungen
56550 Biophysik:
Biomaterialwissenschaften
Kontaktzeit
2 SWS/30 h
Selbststudium
45 h
Credits
2,5 ECTS
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
57000
Workload
90 h
Modulart
BMS: Wahlpflicht 3
Studien-
semester
3 Semester
Dauer
Block 5 d
Präsenz
Häufigkeit
SS/WS
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
57010
Diagnostikpraktikum (DPr)
Kontaktzeit
2 SWS/30 h
Selbststudium
60 h
Credits
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
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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
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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:
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Modul: Forschungsschwerpunkt Biomedizin
Kennnummer
57000
Workload
75 h
Modulart
Wahlpflicht
modul
Studiensemester
(3.Semester WPM)
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
SS oder
WS
wird nicht
immer
angeboten
1 Lehrveranstaltung(en)
FORSCHUNGSSCHWERPUNKT
BIOMEDIZIN
Sprache
Deutsch
und/oder
Englisch
Kontakt-
zeit
2 SWS
(30h)
Kann
variieren
Selbst-
studium
45 h
Kann
variieren
Credits
(ECTS)
2.5 ECTS
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
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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 Originalliteratur
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Modul: Laborautomation Biomedizin
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Vorlesung,
Übung
Studiensemester
2. Semester
Dauer
1 Sem.
Häufigkeit
Sommerse
mester
1 Lehrveranstaltung(en)
Laborautomation Biomedizin
Sprache
Englisch (siehe
auch optionale
Informationen
unten)
Kontakt-
zeit
2 SWS
(30h)
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
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
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Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Managementsysteme in der Biomedizin
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Wahlpflicht
Studiensemester
Dauer
1
Semester
Häufigkeit
Jedes
Semester
1 Lehrveranstaltung(en)
Managementsysteme in der Biomedizin
Sprache
Deutsch
Englisch
Kontakt-
zeit
2 SWS /
30 h
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
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
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Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Mikrobiologie und Virologie
Kennnummer
52500
Workload
150 h
Modulart
BMS: Pflicht
Studien-
semester
1. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
Wintersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
52510 Mikrobiologie und Virologie
(MiBiV)
Medizinische Mikrobiologie
Molekulare Virologie
Kontaktzeit
4 SWS/60 h
2 SWS/30 h
2 SWS/30 h
Selbststudium
90 h
45 h
45 h
Credits
5 ECTS
2,5
2,5
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
54000
Workload
150 h
Modulart
Pflichtmodul
Vorlesung
Studiensemester
Sommersemester
(2.Semester)
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
NUR
SOMMERSE
MESTER
1 Lehrveranstaltung(en)
Molekulare Genetik und Nukleinsäure
basierte Assaysysteme
Sprache
Vorlesung:
Deutsch
Englische
Originalliteratu
r
Kontakt-
zeit
4 SWS
(60h)
Selbst-
studium
90 h
Credits
(ECTS)
5 ECTS
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
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Molekulare Immunologie
Kennnummer
52000
Workload
150 h
Modulart
Pflichtmodul
Vorlesung und
Praktikum
Studiensemester
Wintersemester
(1.Semester)
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
Nur
Wintersem
ester
1 Lehrveranstaltung(en)
MOLEKULARE IMMUNOLOGIE
Sprache
Deutsch
und/oder
Englisch
Kontakt-
zeit
4 SWS
(60h)
Selbst-
studium
90 h
Credits
(ECTS)
5 ECTS
2 Lehrform(en): VORLESUNG, PRAKTIKUM
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in der molekularen Immunologie so wie in der
angewandten Immunologie (immunologische Arbeitstechniken/therapeutische Anwendungen). Die
theoretischen Hintergründe immunologischer Arbeitstechniken sind bekannt. Wesentliche
Arbeitsmethoden werden im praktischen Arbeiten beherrscht. Diese Techniken können auf spezielle
Fragestellungen angewandt und optimiert werden (Erstellung Versuchsdurchführung). Sie sind in
der Lage diese Methoden - wie auch die mit diesen Methoden erhaltenen Ergebnisse - kritisch zu
bewerten. Die Studierenden besitzen den notwendigen theoretischen Hintergrund zur Bearbeitung
von Fragestellungen auf dem Gebiet der molekularen Immunologie. Sie sind in der Lage
Originalliteratur und erweiterte Fragestellungen zu diesem Thema zu bearbeiten. Die Studierenden
haben ein breites Interesse an diesem zentralen Gebiet der Biomedizin entwickelt. Sie sind in der
Lage Originalliteratur und erweiterte Fragestellungen zu diesem Thema zu bearbeiten
4 Inhalte:
Aufbau, Organisation, Entwicklung und Funktion des humanen Immunsystems, Zellen und Organe,
Angeborene und erworbene Immunität, Humorale und zelluläre Immunität, Immunkompetente
Zellen, B- und T-Lymphozyten, Antikörper Struktur und Funktion, Antikörperdiversität, Aktivierung
von B-Zellen, Antigenprozessierung und –präsentation, spezifische Effektormechanismen,
unspezifische Effektormechanismen, Komplementsystem, Zytotoxizität, Zelluläre Interaktion, MHC,
T-Zell-Rezeptorkomplex, Effektormoleküle des Immunsystems: Interleukine, Zytokine, Interferone,
Rezeptoren,
Das immunologische Labor, Assayentwicklung in der Immunologie, Immunpathologie: Allergie,
Immundefekte, Immunreaktionen in Abwesenheit von Infektionen, Immunpharmakologie,
Durchflusszytometrie, Fluoreszenzmikroskopie, in situ Immunlokalisation, Immunoblot,
Charakterisierung immunkompetenter Zellen, ELISA, Aktivierung von immunkompetenten Zellen,
ELISpot, Aufreinigung von immunkompetenten Zellen aus Blut
Therapeutische Beeinflussung des Immunsystems, Vakzinierung, Spezielle immunologische
Arbeitsmethoden, therapeutische Antikörper, Immuntherapie
Literatur: z.B. Janeway / Travers: Immunologie, Kuby: Immunology, Abbas: Cellular and Molecular
Immunology, Luttmann: Der Experimentator: Immunologie,
Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt bzw. empfohlen.
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Mündliche Prüfung und Laborarbeit, Erfolgreiche Dokumentation der Laborarbeit
(Laborjournal), Erfolgreiche Bearbeitung von Hausaufgaben zum Praktikum
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Pflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Jörg Bergemann
10 Optionale Informationen: Englischsprachige Originalliteratur
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Pathophysiologie der Zelle
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Wahlpflicht
modul
Studiensemester
1.Semester WPM
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
SS
1 Lehrveranstaltung(en)
PATHOPHYSIOLOGIE DER ZELLE
Sprache
Deutsch
und/oder
Englisch
Kontakt-
zeit
2 SWS
(30h)
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2.5 ECTS
2 Lehrform(en): VORLESUNG
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden können detailliert den aktuellen Stand der wissenschaftlichen Diskussion zu einem
Teilbereich dieses Schwerpunktes darstellen und in Bezug zu anderen im Modul behandelten
Themen diskutieren. Sie können Modelle, Theorien und Ergebnisse aus diesem Bereich bewerten
und miteinander vergleichen. In der Diskussion der verschiedenen Vortragsthemen können
verschiedene Modelle / Argumentationen miteinander verglichen werden. Die Einarbeitung in
komplexe Themen erleichtert den Studierenden die Durchführung/den Beginn Ihrer
Lehrveranstaltung.
4 Inhalte:
Die im Bereich Zellbiologie/Physiologie beteiligten Dozenten tragen zusammen mit externen
Dozenten ausgewählte Themen zur Pathophysiologie vor. Ergänzt werden diese Vorträge durch
Exkursionen. Die Studierenden arbeiten sich in spezielle Bereiche der Zellbiologie/Pathophysiologie
ein, die Sie nach Rücksprache mit den Dozenten, festgelegen können.
Die Themen können auch in Abhängigkeit der beteiligten Dozenten variiert werden. Es werden
durch die Dozenten verschiedene Fragestellungen/Untersuchungen aus dem Bereich der
Pathophysiologie der Zelle vorgestellt. Hierbei sollen auch ehemalige Studierende des
Masterstudienganges BMS ihre Arbeiten vorstellen. Der Umfang der (Gast-)Vorträge orientiert sich
an der Anzahl der teilnehmenden Studierenden und somit der Anzahl der studentischen Vorträge.
Bei ausreichender Teilnehmerzahl können die jeweiligen Themen auch in Teamarbeit bearbeitet
werden.
Das Modul gibt einen Überblick über zentrale Themen in verschiedenen Bereichen der zellulären
Pathologie. Die Studierenden erhalten die Möglichkeit selbstgewählte Themen mit entsprechender
Betreuung zu vertiefen
5 Teilnahmevoraussetzungen: Einführungsveranstaltung mit verbindlicher Anmeldung
6 Prüfungsformen: Referat
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen: Referat
Teilnahme an der Vorlesung/den Vorträgen
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: Pharmakokinetik-Genetik und Drug Targeting
Kennnummer
Workload
150 h
Modulart
BMS: Pflicht
Studiensemester
1. oder 2. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
Sommersemester
1 Lehrveranstaltung(en)
Pharmakokinetik-Genetik
and Drug Targeting
Sprache
Deutsch/Englisch
Kontaktzeit
4 SWS/60 h
Selbst-
studium
90 h
Credits (ECTS)
5
2 Lehrform(en) / SWS: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden kennen die wichtigsten Einflussfaktoren des Körpers auf die Entfaltung der Wirkung aller Arten von Xenobiotika (erwünschter Arzneimittel, unerwünschter körperfremder Substanzen) unterschiedlichen Ursprungs (chemisch-synthetisch, biologisch, biotechnologisch) und die dadurch mögliche Optimierungen auf die Wirkung z.B. von individualisierten Therapieformen
durch biomedical engineering. Praktische Auswertung von Daten aus pharmakokinetischen sowie pharmakodynamischen
Messungen befähigen die Studierenden zur Beschreibung quantitativer Wechselwirkungen zwischen
Wirkstoffen /Xenobiotika und Zellen/ Organismen und dem Menschen. Das Verständnis für die
Herausforderung beim Übergang von in-vitro zu in-vivo – Phasen neuer therapeutischer Konzepte
ist präsent.
4 Inhalte:
Grundlagen und Anwendung pharmakokinetischer / pharmakodynamischer Betrachtungen und
Modelle Grundbegriffe und Modellbildung Praktische Aspekte der Umsetzung pharmakokinetischer Kenngrößen in modernen Arzneimittel - Darreichungsformen, Software zur Berechnung pharmakokinetischer Kenngrößen(mit Übungen / PC -Modellierungen) Bioverfügbarkeit, Clearance – Konzepte und Phase I/II - Reaktionen
Pharmakogenetik: Einführung, Definitionen und Schwerpunkt z.B. Cytochrom P450 Polymorphismus in der modernen Therapeutika – Entwicklungen. Drug targeting: Einführung, Schwerpunkte, Klinische Anwendungen Literaturhinweise:
Sara E. Rosenbaum, May 2011, Basic Pharmacokinetics and Pharmacodynamics: An Integrated
Textbook and Computer Simulations ,
ADMET for Medicinal Chemists: A Practical Guide, Katya Tsaioun (Editor), Steven A. Kates (Editor),
ISBN: 978-0-470-48407-4, Hardcover, 516 pages
Handbook of Basic Pharmacokinetics. Including Clinical Applications by Wolfgang A. Ritschel and
Gregory L. Kearns (Sep 30, 2009)
Drug Delivery: Principles and Applications, Editor(s): Binghe Wang, Teruna J. Siahaan, Richard
Soltero (2005).
Derendorf, Gramatte et al, Pharmakokinetik kompakt Stuttgart 2011.
Koch, H.P., Ritschel, W.A., Synopsis der Biopharmazie und Pharmakokinetik.
Francis, G. E., Drug Targeting: Strategies, Principles, and Applications
und aktuelle Monographien, Primärliteratur.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Klausur 120 min
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. J. Kötting
10 Optionale Informationen:
Ausführung englischsprachige Elemente
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Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Praktikum Molekulare Genetik und Nukleinsäure basierte Assaysysteme
Kennnummer
53500 56500 57000
Workload
75 h
Modulart
BMS: Wahlpflicht
Studiensemester
2. Semester
Dauer
1 Sem
Häufigkeit
SS
1 Lehrveranstaltung(en)
Molekulare Genetik und Nukleinsäure
basierte Assaysysteme
53550
56510
Sprache
Deutsch
und/oder
Englisch
Kontakt-
zeit
2 SWS /
30 h
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
2 Lehrform(en): PRAKTIKUM
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden erlangen umfangreiche Kenntnisse über moderne, in der Biomedizin eingesetzte,
Nukleinsäure basierte Assaysysteme und lernen aktuelle Anwendungen dieser Systeme kennen. Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in modernen molekularbiologischen Arbeitstechniken erworben und sind in der Lage selbständig molekularbiologische Problemstellungen zu bearbeiten. Sie lernen Originalliteratur zu diesen Themen zu bearbeiten sowie die Relevanz von publizierten Ergebnissen und die Eignung solcher Assaysysteme für eigene Arbeiten in verschiedenen Bereichen der Biomedizin einzuschätzen. Gruppengröße: Auf Grund der hohen Nachfrage derzeit 27 (3 x 9)
4 Inhalte: Sicherheitsaspekte in der Gentechnik, Isolierung und Charakterisierung von Nukleinsäuren, Hybridisierungstechniken, Quantitative Analysen von Genexpressionsmustern, Anwendung von Gentransfer- und Expressionssystemen in Eukaryoten, Geninduktion und Überexpression von Transgenen, spezielle PCR Techniken (Multiplex Amplifikation mittels konventioneller PCR, quantitative Analysen mittels Real-time PCR unter Verwendung von SYBR Green oder kompetitive
Real-time PCR unter Verwendung von TaqMan Hydrolyse-Sonden), Nachweis von DNA-Schäden (z.B. Comet-Assay; Immuno-Dot Blot Analyse), Reverse Hybridisierung (z.B. Mutationsanalyse von genetischen Prädispositionen für Thrombophilie oder Lactoseintoleranz), Messung der Reparaturkapazität von eukaryotischen Zellen (z.B. HCRA), Genexpressionsanalyse (z.B. Induktion von SIRT1 durch Resveratrol), Sequenzspezifische Rekombinationssysteme (z.B. Cre / loxP), Fluoreszenz in situ Hybridisierung von Telomersequenzen (Q-FISH), quantitative Chemilumineszenz
Messungen. Unbenotete Prüfungsleistung / Voraussetzung zur Teilnahme an der Prüfungsform: Testate und Laborarbeit Literatur: z.B. Mülhardt: Der Experimentator: Molekularbiologie / Genomics
Alfred Nordheim, Rolf Knippers, Peter Dröge: Molekulare Genetik, 10. Auflage Seyffert, Lehrbuch der Genetik, Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Mündliches Referat (Posterpräsentation) und Laborarbeit
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen
8 Verwendbarkeit des Moduls:
siehe Modulart Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Jörg Bergemann
10 Optionale Informationen: Englischsprachige Originalliteratur
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Proteinbasierte Assaysysteme und Bioinformatik
Kennnummer
54500
Workload
150 h
Modulart
BMS: Pflicht
Studien-
semester
2. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
Sommersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
54510 Proteinbasierte Assaysysteme
und Bioinformatik (PABinf)
Kontaktzeit
4 SWS/60 h
Selbststudium
90 h
Credits
5 ECTS
2 Lehrformen: Vorlesung, Referat, Hausarbeit
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse über Prinzipien und wichtige Anwendungsgebiete moderner proteinbasierter Testsysteme. Sie können Angaben zu proteinbasierten Assays in der wissenschaftlichen Fachliteratur verstehen und die Resultate, die mit entsprechenden Assays erzielt
wurden, hinsichtlich ihrer Aussagekraft bewerten.
Die Studierenden kennen die Möglichkeiten und Limitierungen unterschiedlicher Assayformate. Sie kennen unterschiedliche Detektionsprinzipien für proteinbasierte Assaysysteme und können die Nachweisempfindlichkeit, die Robustheit und die Kosten von Assays mit entsprechenden Detektionssystemen einschätzen. Auf dieser Basis sind Sie in der Lage die Eignung verschiedener Assays für unterschiedliche Anwendungsgebiete und Fragestellungen einzuschätzen. Die Studierenden können auf dieser Basis geeignete proteinbasierte Assays für ihre eigene
wissenschaftliche Arbeit auswählen und nutzen.
Die Studierenden sind in der Lage selbstständig die wichtigsten biologischen Datenbanken abzufragen, Protein- und DNA-Sequenzen in Datenbanken zu finden auf Ähnlichkeit zu vergleichen. Hierbei werden die wichtigsten Datenformate und die zur bearbeitung dieser Formate nötige Software besprochen. Ferner lernen die Studenten den Umgang mit und die Visualisierung von biologische Strukturen mit Hilfe geeigneter Software.
Gruppengröße: max. 35
4 Inhalte:
Das Modul vermittelt die Grundlagen moderner proteinbasierter Assaysysteme und bioinformatischer
Auswerte- und Recherchemethoden. Auf Basis grundlegender physikochemischer Konzepte von
Bindungsassays werden die Assayprinzipien wichtiger proteinbasierter Assaysysteme dargestellt und
deren Vor – und Nachteile in der praktischen Anwendung diskutiert. Die Bioinformatik wird als wichtiges
Werkzeug der biochemisch-biologischen Forschung präsentiert. Bioinformatische Werkzeuge, die für die
Etablierung von proteinbasierten Assays genutzt werden können, werden präsentiert. Klassische
bioinformatische Kenntnisse werden erlernt und am PC praktisch vertieft.
Schwerpunkt proteinbasierte Assaysysteme:
Klassische diagnostische Testsysteme (Blutsenkung, Blutbild, Blutgruppenbestimmung) vermitteln ein Grundverständnis für gestufte Diagnostikkonzepte.
Begriffe (Avidität, Affinität, Dissoziationskonstante) und grundlegende Assayprinzipien
(Immunometrisch, kompetitiv) basierend auf dem Massenwirkungsgesetzt (Bindungs- und Umsetzungsassays)
Strategien zur Signalamplifikation und unterschiedliche Detektionsprinzipien (Fluoreszenz, Absorption, Radioaktivität, Chemolumineszenz, Turbidimetrie, Nephelomerie, markierungsfreie
Detektion (SPR)..)
Unterschiedliche Assaykonzepte (direkte und indirekte Bindungsassays, Sandwichimmunoassays,
homogene und heterogene Bindungsassays, Enzymassays)
Anwendungen in der Diagnostik (Histologie, Western Blot, ELISA, RIA, FIA)
Aktuelle Entwicklungen: hochempfindliche und / oder hochparallele proteinbasierte Assaysystemet (FRET, Quantum Dots, RCA, Protein-Microarrays, Proximity Ligation Assays, multiplexe Assays (Luminex, Simoa, WES..).
Einblick in rechtliche und qualitative Anforderungen an die Entwicklung von kommerziellen
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Immunoassays.
Schwerpunkt Bioinformatik:
Einführung in die wichtigsten biologischen Datenbanken
Sequence Alignment (z.B. dynamische Programmierung, Blast, ClustalW, etc)
Proteinfamilien / Proteindomänen
Strukturen biologischer Moleküle (Kleinmoleküle, DANN, RNA und Proteine)
Weitere wichtige biologische Datenbanken, z.B. zu Wirkstoffen und medizinische relevanten Gendomatenbanken
Literatur:
1. Raem, A. M., Rauch, P., (Eds.) (2007) Immunoassays, 1. Auflage ed., Spektrum Akademischer
Verlag (Elsevier GmbH), München.
2. Lottspeich, F., Engels, J. W., (Eds.) (2006) Bioanalytik, 2. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag (Elsevier GmbH), München. ISBN-13: 978-3-8274-1520-2
3. Renneberg, R. (2009) Bioanalytik für Einsteiger, Spektrum Akademischer Verlag (Springer), Heidelberg . ISBN-13: 978-3-8274-1831-9
4. Merkl, R. & Waack, S. (2009) Bioinformatik Interaktiv, Wiley-Blackwell, ISBN-13: 978-3-5273-
2594-8
5. Xiong J. (2006) Essential Bioinformatics, Cambridge University Press, ISBN-13: 978-0521600828
6. Hansen A. (2004) Bioinformatik: Ein Leitfaden für Naturwissenschaftler, ISBN-13: 978-3764362539
Vertiefende Literatur
7. Wild, D., (Ed.) (2005) The immunoassay Handbook, 3rd edition ed., Elsevier, Amsterdam. ISBN-13: 978-0-0804-4526-7
8. Eisenthal, R., Danson, M. J., (Eds.) (2002) Enzyme Assays, 2nd ed., Oxford University Press, Oxford. ISBN-10: 0-19-963820-9
9. Reymond, J.-L., (Ed.) (2006) Enzyme Assays - High-throughput Screening, Genetic Selection and
Fingerprinting, Wiley-VCH, Weinheim. ISBN-13: 978-3-527-31095-1
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Klausur 120 min, benotete Referate, unbenotete Hausarbeit.
Die Teilnoten von Klausur und Referat werden im Verhältnis 4 : 1 zur Endnote verrechnet.
Voraussetzung zur Teilnahme an der Klausur: Hausarbeit & Referat erfolgreich abgeschlossen
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Klausur, bestandene
Hausarbeit und bestandenes Referat
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 5/90
10 Modulverantwortung: Prof. Dr. Dieter Stoll
11 Im Modul Lehrende: Prof. Dr. Dieter Stoll, Prof. Dr. Ralph Gauges
12 Sonstige Informationen: Die beiden Schwerpunktthemen proteinbasierte Assaysysteme und
Bioinformatik haben eine Gewichtung von 1:1.
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Regenerative Medizin – rechtliche Grundlagen
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Wahlpflicht
Studiensemester
BMS
Dauer
1
Semester
Häufigkeit
Jedes
Semester
1 Lehrveranstaltung(en)
Regenerative Medizin – rechtliche Grundlagen
(RegMedrechtGrundl)
Sprache
Deutsch
engliscgh
Kontakt-
zeit
2 SWS /
30 h
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
2 Lehrform(en) / SWS:
Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden erarbeiten sich ein breites und integriertes Wissen im Bereich der rechtlichen
Grundlagen der regenerativen Medizin, im speziellen zu den neuartigen Therapien, wie Zelltherapie,
Tissue Engineering und Gentherapie. Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage,
sich in dem sich schnell verändernden regulatorischen Umfeld der neuartigen Therapien 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 einzelnen Gebiete der regenerativen Medizin dargestellt, insbesondere
die wachsenden und neu entwickelten Arzneimittel im Bereich Tissue Engineering, somatische
Zelltherapie und Gentherapie. Als neue, innovative Arzneimittel unterliegen sie speziellen
rechtlichen Anforderungen. Diese werden sowohl auf nationaler, wie auf europäischer Ebene
erarbeitet.
5 Teilnahmevoraussetzungen:
Keine
6 Prüfungsformen:
Referat
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
Bestandenes Referat
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Siehe Modulart
9 Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Christa Schröder
10 Optionale Informationen:
Aufführung englischsprachige Elemente
Englischsprachige Vorlesungsfolien
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Englischsprachige Gesetztestexte und Leitlinien
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Spezielle Biochemie und Physiologie
Kennnummer
51500
Workload
150 h
Modulart
BMS: Pflicht
Studien-
semester
1. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit
Wintersemester
1 Lehrveranstaltungen / Kürzel
51510
Spezielle Biochemie u. Physiologie
(SpBioPhys)
Spezielle Biochemie
Spezielle Physiologie
Kontaktzeit
4 SWS/60 h
2 SWS/30 h
2 SWS/30 h
Selbststudium
90 h
45 h
45 h
Credits
5 ECTS
2,5 ECTS
2,5 ECTS
2 Lehrformen: Vorlesung
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden haben vertiefte naturwissenschaftliche Kenntnisse und Kompetenzen auf dem Gebiet
der Biochemie und Physiologie. Wichtige Organe und Organsysteme sind bekannt, die für das
Verständnis und die Anwendung individualisierter Therapieformen in der Praxis nötig sind. Der Nutzen
und die Grenzen unterschiedlicher Modellvorstellungen zur Beschreibung der komplexen
Zusammenhänge in biochemischen und physiologischen Systemen sollten exemplarisch verstanden
sein. Dazu werden physikochemische, chemische, strukturelle und physiologische Modelle parallel zur
Beschreibung elementarer biochemischer Vorgänge benutzt. Die Studierenden sind in der Lage
Originalliteratur und erweiterte Fragestellungen aus diesem Themenspektrum zu bearbeiten und
Querverbindungen innerhalb der Biochemie / Physiologie wie auch zu anderen Bereichen der Biomedizin
(z.B. Zellbiologie / Tissue – Engineering) herzustellen.
4 Inhalte:
Energiestoffwechsel (biochemische Thermodynamik, Citratzyklus, Lipidstoffwechsel, ,“Energiemoleküle“,
Energieübertragung und –speicherung in biochemischen Prozessen, Beispiele anaboler und kataboler
zellulärer Prozesse ) / Aufbau biologischer Membranen, Lipiddoppelschicht, Lipidklassen,
Membranfluidität, Lipidvesikel „Molekulare Transportprozesse an Membranen
Grundlagen wichtiger Organe und Systeme, Blut / Herz / Kreislauf / Atmung / Gastrointestinaltrakt /
Harnsystem / Hormonsystem / ZNS/ Sinnesorgane / Knochen- und Knorpelgewebe. Sowie spezielle
Aspekte anderer org. Vorgänge wie z.B. Erregungsprozesse am Herzen, Organdurchblutung und
Durchblutungsregulation, Atemgastransport im Blut, Transportprozesse über Epithelien und
Zellmembranen.
Literatur:
Lehrbücher der Biochemie z.B.:
Nelson,D.L., Cox, M.M., Lehninger, A.L., Lehninger Biochemie, 4. Auflage (übersetzung 5. Engl. Auflage) 2011, Springer Verlag, Berlin
Berg, J.M., Tymoczko, J.L., Stryer, L., Stryer Biochemie, 7. Auflage 2013, Springer – Spektrum
Verlag, Heidelberg
Alberts et al., Molecular Biology of the cell, Garland Publishers , Aktuelle Auflage
Gerald Karp, Cell Biology, 6th ed., Wiley 2011
Jain, M., The Biological Membrane, Academic Press, 1988,
Spezielle Monographien zu ausgewählten Themen während der Lehrveranstaltung
Lehrbücher der Physiologie:
Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P., Schaible, H.-G. Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen, 6. Auflage 2007, Wissenschaftliche. Verlagsgesellschaft, Stuttgart.
Silbernagel, S., Despopoulus, A., Taschenatlas Physiologie, 8. Auflage 2012, Thieme Verlag, Stuttgart
Spezielle Literatur wird im Kurs bekannt gegeben / verteilt
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: VL: Klausur 60min, 4 ECTS, Referat 1 ECTS
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
bestandene Klausur, anerkanntes Referat
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 5/90
10 Modulverantwortung: Prof. Dr. D. Stoll
11 Im Modul Lehrende: Prof. Dr. D. Stoll; Frau Dr. B. Markewicz
12 Sonstige Informationen:
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Statistische Planung und Analyse von Experimenten
Kennnummer
55500
Workload
150 h
Modulart
BMS Pflicht
Studiensemester
2. Semester
Dauer
1
Semester
Häufigkeit
Sommerse
mester
1 Lehrveranstaltung(en)
55510 Statistische Planung und
Analyse von Experimenten
(StaPla)
Sprache
Deutsch und
Englisch
Kontakt-
zeit
4 SWS /
60 h
Selbst-
studium
90 h
Credits
(ECTS)
5 ECTS
2 Lehrform(en) / SWS:
Vorlesungen und Computerübungen
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
- Die Studierenden kennen die wichtigsten Methoden der klassischen induktiven Statistik wie Punktschätzer,
Intervallschätzer sowie das Konzept der Hypothesentests und können die im Kurs besprochenen Schätz- und
Testverfahren eigenständig auf neue Problemstellungen anwenden.
- Die Studierenden können ihr theoretisches Wissen über Schätz- und Testverfahren auf neue, ihnen unbekannte
Testmethoden und Schätzverfahren anwenden.
- Die Studierenden sind in der Lage vor Beginn eines Versuchs abzuschätzen, welche statistischen Methoden am
Ende angewendet werden sollen, sowie welche Art von Daten und welche Datenmenge man für eine sinnvolle
Auswertung benötigt. Falls die Art der Daten eine neue Art der Auswertung notwendig macht, können die
Studierenden dies erkennen und sich anhand der entsprechenden Literatur in die Methode einarbeiten.
- Die Studierenden sind in der Lage, Daten in das Statistikprogramm R einzulesen, dort zu verarbeiten und
darzustellen, sowie die dort verfügbaren Verfahren auf Daten anzuwenden. Des Weiteren können sie mit R
selbständig Diagramme in Publikationsqualität aus den Daten erzeugen.
4 Inhalte:
- Wahrscheinlichkeitsverteilungen - Schätzverfahren: Punktschätzungen und Intervallschätzungen - Korrelation, lineare und nichtlineare Regressionsanalysen
- Grundbegriffe der Testtheorie: Null- und Alternativhypothese sowie Fehler 1. und 2. Art - Voraussetzungen testen (Test auf Anpassung, Varianzhomogenität) - t-Tests: Standardnormal- und Student-Verteilung - Varianzanalysen - Parameterfreie Testverfahren: U-Test, Fischer-Test, McNemar-Test, ... - Stichprobenumfangsschätzungen
- Anwendung der statistischen Verfahren und Methoden mit R
Literatur:
1. Rudolf, M. & Kuhlisch, W: Biostatistik / Pearson Verlag/ ISBN-13: 978-3-8273-7269-7 2. Sachs L.: Angewandte Statistik / Springer Verlag / ISBN 3-540-42448-2
Weitere Hinweise zu Literatur finden sich auf den Kursseiten im eLearning-System der Hochschule.
5 Teilnahmevoraussetzungen:
Grundlegende Statistikkenntnisse (deskriptive Statistik), sowie Wahrscheinlichkeitsrechnung
6 Prüfungsformen:
Klausur 120 min
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls:
siehe Modulart
9 Modulverantwortliche(r):
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Prof. Dr. Gauges
10 Optionale Informationen:
Die Vorlesung findet auf Deutsch statt, bei den Übungseinheiten mit R werden die auch die
entsprechenden englischen Fachbegriffe verwendet.
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Stem Cells in Biomedical Sciences (pluripotent stem cells)
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Wahlpflicht,
Praktikum
Studiensemester
1-3. Semester, 2. Woche
nach den Klausuren
Dauer
Blockprak
tikum, 1
Woche
Häufigkeit
SS, WS
1 Lehrveranstaltung(en)
Stem Cell Technologies
Sprache
Begleitende
Vorlesung:
Deutsch/
Englisch
Englischsprach
ige
Originalliteratu
r
Kontakt-
zeit
2 SWS
(30h)
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
2 Lehrform(en): Praktikum
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Studierenden sind kompetent in der Kultur von pluripotenten Stammzellen. Die Studierenden haben
die wichtigsten Aspekte der pluripotenten Stammzellkultur erlernt, wie Passagieren, Präparation von
guten Feederzellen und Ansetzen von Differenzierungen.
Acquisition of skills in the complex aspects of pluripotent stem cell culture. The students master the
passaging of pluripotent stem cells, the preparation of feeder cells and the differentiation of
pluripotent stem cells.
Gruppengröße: maximal 8
4 Inhalte:
Präparation von Feederzellen, passagieren von pluripotenten Stammzellen, deren Differenzierung zu
embryoid bodies in hanging drops und als Klumpen, Differenzierung von pluripotenten Stammzellen
zu Neurosphären (neurale Differenzierung) und Qualitätskontrolle der Pluripotenz und
Differenzierungsstatuts der Zellen mit qPCR und Flowzytometrie.
Vortrag eines externen Referenten aus einer Firma und Möglichkeit zum Networken.
Preparation of feeder cells, passaging of pluripotent stem cells, their differentiation in to embyroid
bodies with the hanging drop method or clump method, neural differentiation to neurospheres and
quality control of pluripotency and differentiation status with qPCR and flow cytometry.
Seminar by an external speaker from a company and opportunities to network.
Originalliteratur wird im Modul empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen: Zellkultur-Kenntnisse und aseptisches Arbeiten
6 Prüfungsformen: Schriftliche Prüfung, 30 Minuten
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahl-Pflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Suzanne Kadereit
10 Optionale Informationen: In diesem Modul werden Standard-Zellkulturkenntnisse
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
vorausgesetzt
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Stem Cells in Biomedical Sciences (adult stem cells)
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Wahl-Pflichtmodul
Vorlesung
Studiensemester
Sommersemester
(2.Semester)
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
Nur
sommerse
mester
1 Lehrveranstaltung(en)
Stem Cells in Biomedical Sciences
(adult stem cells)
Sprache
Vorlesung:
Englisch
Englischsprach
ige
Originalliteratu
r
Kontakt-
zeit
2 SWS
(30h)
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
2 Lehrform(en): VORLESUNG, PRAKTIKUM
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Gehobenes Grundwissen der Biologie, Funktion und Anwendungen von adulten Stammzellen. Die
Studierenden erlernen die wichtigen Unterschiede zwischen den verschiedenen Stammzelltypen und
ihre Anwendbarkeit und Anwendungen in regenerativer Medizin, Zellbiologie und in vitro
Modellierung.
Introduction to the biology, function and applications of stem cells. The students learn the
differences between the different stem cell types and their applicability and application to the
diverse requirements of regenerative medicine, cell biology and in vitro modeling.
Gruppengröße: keine Begrenzung
4 Inhalte:
Grundlagen in Stammzellbiologie, unterschiedliche Stammzelltypen, adulte Stammzellen wie
hematopoietische, neurale, mesenchymale, intestinale Stammzellen, Stammzellniche,
Krebsstammzellen, Nabelschnurstammzellen, Transplantation von Stammzellen und regenerative
Medizin.
Basics in stem cell biology, the different stem cell types, adult stem cells such as hemtopoietic,
neural, mesenchymal and intestinal stem cells, stem cell niche, cancer stem cells, umbilical cord
stem cells, transplantation and regenerative medicine.
Literatur:
Atala & Lanza (editors): Handbook of Stem Cells, 2nd Edition, volume 2, Academic Press 2012,
Print Book ISBN : 9780123859426, eBook ISBN : 9780123859433
Kadereit & Udolph (editors): Umbilical Cord Blood. A Future for Regenerative Medicine? World
Scientific Books, 2010, ISBN:978-981-283-329-7
Originalliteratur wird im Modul empfohlen.
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Schriftliche Prüfung
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Wahl-Pflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Suzanne Kadereit
10 Optionale Informationen:
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Stem Cells in Biomedical Sciences (pluripotent stem cells)
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
Pflichtmodul
Vorlesung
Studiensemester
Wintersemester
(1.Semester)
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
Nur
Wintersem
ester
1 Lehrveranstaltung(en)
Stem Cells in Biomedical Sciences
(adult stem cells)
Sprache
Vorlesung:
Englisch
Englischsprach
ige
Originalliteratu
r
Kontakt-
zeit
2 SWS
(30h)
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
2 Lehrform(en): VORLESUNG
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Gehobenes Grundwissen der Biologie, Funktion und Anwendungen von pluripotenten Stammzellen.
Die Studierenden erlernen die wichtigen Unterschiede zwischen den verschiedenen Stammzelltypen
und ihre Anwendbarkeit und Anwendungen in regenerativer Medizin, Zellbiologie und in vitro
Modellierung.
Introduction to the biology, function and applications of pluripotent stem cells. The students learn
the differences between the different stem cell types and their applicability and application to the
diverse requirements of regenerative medicine, cell biology and in vitro modeling.
Gruppengröße: keine Begrenzung
4 Inhalte:
Grundlagen in Stammzellbiologie, unterschiedliche Stammzelltypen, pluripotente Stammzellen wie
embryonale Stammzellen, induziert pluripotente Stammzelle, Nuclear Transfer (NT)-Stammzellen,
Klonieren, Stammzellniche, Krankheitsmodelle, Alternativen zum Tierversuch, Transplantation von
Stammzellen und regenerative Medizin.
Basics in stem cell biology, the different stem cell types, pluripotent stem cells such embryonic stem
cells, induced pluripotent stem cells, nuclear transfer (NT)-stem cells, cloning, stem cell niche,
disease models, alternative methods, transplantation and regenerative medicine.
Literatur:
Atala & Lanza (editors): Handbook of Stem Cells, 2nd Edition, volume 1, Academic Press 2012,
Print Book ISBN : 9780123859426, eBook ISBN : 9780123859433
Originalliteratur wird im Modul empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Schriftliche Prüfung
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen
8 Verwendbarkeit des Moduls:
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Pflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Suzanne Kadereit
10 Optionale Informationen:
Fakultät Life Sciences StuPO 18.1
Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Modul: Systembiologie
Kennnummer
Workload
75 h
Modulart
BMS: Wahlpflicht
Studiensemester
1. Semester
Dauer
1
Semester
Häufigkeit
Wintersem
ester
1 Lehrveranstaltung(en)
Systembiologie
Sprache
Englisch
Kontakt-
zeit
2 SWS /
30 h
Selbst-
studium
45 h
Credits
(ECTS)
2,5 ECTS
2 Lehrform(en) / SWS:
Vorlesung mit Computerübungen
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
- Die Studierenden kennen die einzelnen Schritte der Erstellung eines systembiologischen Modells bis hin zur
Simulation und wissen, welche Informationen für die jeweiligen Schritte benötigt werden und können diese
selbständig finden und in Modellen verwenden.
- Die Studierenden können einfache systembiologische Modelle aus chemischen Reaktionsgleichungen mit Hilfe
gewöhnlicher Differentialgleichungen und einfacher Enzymkinetiken selbst aufstellen und in verschiedenen
Softwaretools implementieren.
- Die Studierenden kennen die konzeptionellen Unterschiede (manuelle Modellierung, grafische Modellierung, …)
bei der Erstellung von Modellen im Hinblick auf die eingesetzte Software (GNU Octave, Berkeley Madonna,
COPASI, CellDesigner)
- Die Studierenden kennen die derzeit vorherrschenden Simulationsmethoden (deterministische Simulation mit Hilfe
gewöhnlicher Differentialgleichungen und stochastische Simulation) und sind mit deren Schwächen und
Limitierungen vertraut.
- Die Studierenden sind mit aktuellen Standards und Formaten (SBML, SBGN, MIRIAM, …) aus dem Bereich der
Systembiologie vertraut und können diese in der Praxis einsetzen.
- Die Studierenden sind in der Lage Modelle mit Hilfe der Software COPASI zu simulieren, zu untersuchen und zu
optimieren bzw. ein Modell mit Hilfe von experimentellen Daten zu verfeinern.
4 Inhalte:
In diesem Kurs wird die Systembiologie als modernes Werkzeug der biologischen Forschung
vorgestellt, mit deren Hilfe man biologische Systeme und Prozesse bis hin zu vollständigen
Organismen so zu beschreiben versucht, dass man sie anschließend mit Hilfe von Computern
simulieren kann. Diese Simulationen können dann einerseits zur Formulierung oder Überprüfung
von wissenschaftlichen Fragestellungen dienen oder andererseits als kostengünstige und vor allem
schnelle Alternative zum Tier- und Laborversuch in der Arznei- und Kosmetikforschung speziell im
Bereich des Drug Targetting bzw. Drug Discovery. Auch auf dem Gebiet der personalisierten
Medizin, die in den letzten Jahren immer stärker in den Fokus gerückt ist, setzt man große
Hoffnungen in die Systembiologie. So gesehen ist die Systembiologie ein Werkzeug, das im
Repertoir eines modernen Biowissenschaftlers nicht fehlen sollte.
Der Kurs behandelt die Grundlagen der Systembiologie von der Erstellung eines entsprechenden
Modells und dessen Beschreibung mit mathematischen Methoden, der Implementierung mit Hilfe
verschiedener moderner Softwaretools sowie der Simulation und Analyse. Für ein tieferes
Verständnis der Methoden werden zunächst einfache Modelle auf dem Papier entwickelt, die dann in
die entsprechende Software übertragen werden, um sie dort zu simulieren. Im weiteren Verlauf
arbeiten wir fast ausschließlich am Computer wo wir gezielt auf die unterschiedlichen Arten der
Software in der Systembiologie, hier repräsentiert durch GNU Octave, Berkeley Madonna und
COPASI und CellDesigner, sowie auf die verschiedenen Standards und Formate zum Datenaustausch
als auch auf wichtige Online Quellen in der Systembiologie eingehen werden.
Als Voraussetzung für diesen Kurs braucht man eigentlich nur Neugier und Motivation, ein wenig
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Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Englischkenntnisse und keine Scheu vor etwas Mathematik.
Literatur
Klipp, E. et al. (2009) Systems Biology: A Textbook, 1. Auflage, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
KGaA, Weinheim. ISBN-13: 978-3-5273-1874-2
Voit, E. (2012) A First Course in Systems Biology, 1. Auflage, Garland Pub., ISBN-13: 978-0-8153-
4467-4
Vertiefende Literatur
Segel, I (1993) Enzyme Kinetics – Behavior and Analysis of Rapid Equlibrium and Steady-State
Enzyme Systems, John Wiley & Sons, ISBN-13: 978-0-4713-0309-1
Leskovac, V. (2003) Comprehensive Enzyme Kinetics, 1 Auflage, Springer Verlag
5 Teilnahmevoraussetzungen:
keine
6 Prüfungsformen:
Klausur 60 min
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten:
bestandene Klausur
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Gauges
10 Optionale Informationen:
Da alle Literatur in diesem Bereich rein auf Englisch verfügbar ist, wird die Vorlesung mit den
Computerübungen in englischer Sprache gehalten. Auch die Unterlagen zum Kurs sind (fast
ausschließlich) auf Englisch verfasst.
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Modul: Zellbiologie
Kennnummer
51000
Workload
150 h
Modulart
Pflicht
modul
Studiensemester
1.Semester
WINTERSEMESTER
Dauer
Ein
Semester
Häufigkeit
WS
1 Lehrveranstaltung(en)
ZELLBIOLOGIE
Sprache
VL: Deutsch
Englische
Originalliteratu
r
R: Deutsch
oder Englisch
Kontakt-
zeit
4 SWS
(60h)
Selbst-
studium
90 h
Credits
(ECTS)
5 ECTS
2 Lehrform(en): VORLESUNG
3 Lernergebnisse (learning outcomes), Kompetenzen:
Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in der molekularen Zellbiologie wie in der
angewandten Zellbiologie (Zellkulturtechniken). Sie haben vertiefte Kenntnisse zur Funktion,
Aufbau, Interaktion und Steuerung von Zellen sowie zur Differenzierung von Zellen und der
Organisation von Geweben, der Entstehung von Krebs. Arbeitsmethoden der Zellbiologie sind
bekannt, Spezialmethoden können überzeugend dargestellt und diskutiert werden. Sie besitzen den
notwendigen theoretischen Hintergrund zur Bearbeitung von Fragestellungen auf dem Gebiet der
Biologie animaler und humaner Zellen. Sie sind in der Lage Originalliteratur und erweiterte
Fragestellungen zu diesem Thema zu bearbeiten, vorzutragen und Querverbindungen zu anderen
Bereichen der Biomedizin herzustellen.
4 Inhalte:
Molekulare Zellbiologie: Struktur, Funktion und Evolution eukaryontischer Zellen, Systematik und
Taxonomie, Cytoskelett, Zellkompartimente und Proteinsortierung, Intrazellulärer Vesikeltransport,
Zellkommunikation, Signaltransduktion, Zellzyklus und Zellzykluskontrolle, Toxikologie (u.a. in vitro
Assaysysteme/Alternativmethoden zum Tierversuch)
Von Zellen zu Organsystemen: Gewebe, Die Extrazelluläre Matrix, Zell-Zell-Kontakte, Entwicklung,
Differenzierung, Krebs
Zellkulturtechnik: Das zellbiologische Labor, Isolierung und Kultivierung von animalen Zellen,
Nachweismethoden der Zellproliferation, Cytotoxizität, Genotoxizität und Apoptose
Vorstellung/Diskussion von Originalarbeiten zum Thema molekulare Zellbiologie
Gastvorträge zu Zell-basierten Assaymethoden, Kurzvorträge zu Spezialthemen (z.B. spezielle
Zellkulturtechniken)
Literatur: z.B. Alberts: Molekularbiologie der Zelle, Lindl: Zell- und Gewebekultur, Minuth:
Zukunftstechnologie Tissue Engineering, Originalliteratur wird im Modul bereitgestellt bzw.
empfohlen.
5 Teilnahmevoraussetzungen: keine
6 Prüfungsformen: Klausur und Referat
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: bestandene Prüfungsleistungen
8 Verwendbarkeit des Moduls: Pflichtmodul für den Masterstudiengang BMS
9 Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Jörg Bergemann
10 Optionale Informationen: Im Wahlpflichtbereich wird das Praktikum Angewandte Zellsysteme
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und eine Vorlesung Pathophysiologie der Zelle angeboten, was sich auf dieses Modul bezieht.
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Modul: Master-Arbeit
Kennnummer
61000
Workload
Modulart
BMS: Pflicht
Studien-
semester
3. Semester
Dauer
1 Sem.
Häufigkeit
Jedes Semester
1 Lehrveranstaltungen
Master-Arbeit
61010 Master-Thesis
61020 Verteidigung der Master-Thesis
Kontaktzeit
30 SWS/450 h
25 SWS/375 h
5 SWS/75 h
Selbststudium
450 h
375 h
75 h
Credits
30 ECTS
25
5
2 Lehrformen: Master-Thesis und Verteidigung der Master-Thesis
3 Lernergebnisse (learning outcomes) / Kompetenzen:
Bei der Bearbeitung der Master-Thesis mit klar umgrenzter Aufgabenstellung soll der Studierende
zeigen, dass er in der Lage ist, eine für das spätere Berufsfeld typische Fragestellung selbstständig
und wissenschaftlich unter nachstehenden Aspekten zu bearbeiten:
- Recherche und Beschaffung der nötigen Fachinformationen sowie kritische Sichtung - klare Strukturierung und Auswahl und Anwendung geeigneter Methoden - interdisziplinäre Verarbeitung des bisher Gelernten und Anwendung auf eine für ihn neue oder
innovative Fragestellung - Darstellung der Ergebnisse in wissenschaftlich exakter Form, die allen Kriterien einer
wissenschaftlichen Arbeit entspricht
4 Inhalte:
In der Master-Thesis bearbeitet der Studierende eine klar umrissene und begrenzte fachlich relevante Frage- und Aufgabenstellung, die inhaltlich mit einem oder mehreren Modulen des Studiengangs verknüpft ist. Die Aufgabenstellung für die Master-Thesis ergibt sich vorzugsweise aus den Arbeitsschwerpunkten eines oder mehrerer Dozenten und/oder aus einer Aufgabenstellung eines
einschlägigen Unternehmens. Sie soll idealerweise typisch für die Aufgabenstellung des angestrebten künftigen beruflichen Arbeitsfeldes sein.
Literatur:
Winkler, G., Boursillion, D., Noller, B.: Wissenschaftliche Arbeiten schriftlich präsentieren: Anleitung zur Erarbeitung und formalen Darstellung von Hausarbeiten, Diplomarbeit, Bachelor- und Master-Thesis. Skript: Hochschule Albstadt-Sigmaringen
5 Teilnahmevoraussetzungen: Ausgabe des Themas für die wissenschaftliche Arbeit der Master-
Thesis frühestens im 2. Semester, Bearbeitungszeitraum maßgeblich nicht vor dem 3. Semester
6 Prüfungsformen: Master-Thesis, Verteidigung der Master-Thesis: Vortrag (20 min.)und
anschließende Fachdiskussion (20 min.)
7 Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten: Bestandene Master-Thesis und
bestandene Verteidigung der Master-Thesis
8 Verwendbarkeit des Moduls: siehe Modulart
9 Stellenwert der Note in der Endnote: 30/90
10 Modulverantwortung:
11 Im Modul Lehrende: Alle Professorinnen und Professoren
12 Sonstige Informationen:
Themen für die Master-Thesis werden von allen Dozenten ausgegeben. Studierende können sich bei
der Suche nach Themen an alle Dozenten wenden oder sich bei einschlägigen Unternehmen um eine
externe Master-Thesis bemühen. Es besteht eine Liste von Unternehmen, bei denen bereits eine
Master-Thesis bearbeitet wurde bzw. die grundsätzliches Interesse an einer Betreuung einer Master-
Thesis bekundet haben. Themenstellung, Inhalt und Umfang einer externen Master-Thesis müssen
von einem Professor der Hochschule Albstadt-Sigmaringen, der dann als interner Betreuer und 1.
Prüfer zur Verfügung steht, genehmigt werden. Eine externe Master-Thesis kann von einem
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Modulhandbuch_BMS Stand 15.05.2018
Mitarbeiter eines einschlägigen Betriebs mit einem dem Masterabschluss gleichwertigen
akademischen Abschluss als externer Betreuer und als 2. Prüfer betreut werden. Vereinbarungen
hinsichtlich der Betreuung einer Master-Thesis werden individuell mit den jeweiligen Betreuern
getroffen. Die Master-Thesis wird von zwei Prüfern bewertet, von denen mindestens einer Professor
der Hochschule Albstadt-Sigmaringen sein muss. Details zu Prüfung und Bewertung der Master-
Thesis und ihrer Verteidigung siehe Studien- und Prüfungsordnung der Hochschule Albstadt-
Sigmaringen Version vom 01.08.2011 sowie Studien- und Prüfungsordnung der Hochschule Albstadt-
Sigmaringen für Master-Studiengänge – besonderer Teil für den Studiengang Biomedical Engineering
Version 9.2
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