Experimental and Computational Biology[ by Prof. Dr. Röbbe Wünschiers - University of Applied Sciences - Mittweida/Germany ] [science4you]


Eureka.






Was erforschen wir, was treibt mich an?

Im Rahmen des Saxony5 Forschungsverbundes wurden einige Wissenschaftler von Studierenden portraitiert. Danke Theresa Kambor, Franz Lermer und Anja Weisbach!




Sommerakademie Olang 2020

Vom 6. bis 19. September findet im italienischen Olang eine Sommerakademie der Studienstiftung des deutschen Volkes statt. Gemeinsam mit Professor Michael Bölker von der Philipps Universität Marburg leite ich eine Arbeitsgruppe mit dem Titel “Generation Gen-Schere: Revolution im menschlichen Genom”:

“Vielleicht wird der 26.11.2018 rückblickend ein ebenso wichtiges Datum sein wie der Sturm auf die Bastille, der vor 230 Jahren die Französische Revolution einleitete.” sagt der Vorsitzende des Deutschen Ethikrats Peter Dabrock im Hinblick auf die Geburt der chinesischen Zwillinge Nana und Lulu. Bei beiden wurde das Genom der befruchteten Eizelle mit Hilfe der Genschere CRISPR/Cas korrigiert und die Embryonen anschließend ausgetragen. Damit sind zum ersten Mal Menschen mit gentechnisch verändertem Erbgut geboren worden. Nana und Lulu sind GVOs, gentechnisch veränderte Organismen, die in Europa nur deshalb keine Freisetzungsgenehmigung benötigen, weil laut Gentechnikgesetz Menschen nicht als GVOs eingestuft werden dürfen.

In der Arbeitsgruppe möchten wir mit den Stipendiatinnen und Stipendiaten den Einsatz der Genomeditierung mit der Genschere aus zwei Blickwinkeln betrachten. Zum einen werden wir die technische Seite beleuchten und die aktuellen gentechnologischen Entwicklungen bis zum derzeitigen Stand der Technik nachzeichnen. Zum anderen möchten wir die gesellschaftliche Tragweite und die ethische Problematik des Einsatzes der Geneditierung beim Menschen aber auch der Lebenswelt insgesamt diskutieren. Wie weit wollen wir ihren Einsatz zulassen? Was lässt sich rechtfertigen, wo sind die Grenzen? Darf der Mensch seine eigene Natur bestimmen?

Computational Biology Workshop 2019

Special module on computational biology for the Fast-Track M/D Programme and the Graduate School for Biological Sciences from September 16th to 19th 2019 at the Institute for Genetics, Cologne University.

Script

Slides

Files

  • expression.tab and annotation.tab: tarball

Projects

Genomic Analysis of the Pathogenicity Factors from E. coli Strain O157:H7 and EHEC Strain O104:H4

This guided exercise will show you how to use BLAST to compare two genomes. The objective is to find open reading frames (ORFs) that are unique to one genome. This exercise uses a local installation of BLAST+, AWK, MySQL, and R.

Files:

Querying for Potential Redox-Regulated Enzymes

The scientific background of this example is biochemistry. The activity of some enzymes is regulated by formation or cleavage of disulfide bonds near the protein surface. This can be catalyzed by a group of proteins known as thioredoxin. Comparison of primary structures reveals that there is no consensus motif present in most of the thioredoxin-regulated target enzymes. In order to identify potential proteins that could be targets for thioredoxin, one can investigate protein structure data. We just need to search for cysteine sulfur atoms that are no further than 3 Å apart and close to the surface. But how? This exercise uses Jmol, Surface Racer, AWK, and shell programming.

Hints:

Files:

Virtual Sequencing of pUC18c

The objective of this exercise is to sequence the pUC18c cloning vector. It is divided into the following major parts: a) downloading the cloning vector, b) run a virtual sequencing program, and c) assembling the virtual sequences obtained from sequencing with the TIGR Assembler. The quality of a particular assembly is visualized with a dot plot. The ultimate goal is to understand the effect of sequence coverage and sequence fragment length on the assembly process. This exercise uses a virtual sequencer, the TIGR Assembler, Dotter, R, and shell programming.

Files:

Programs:




Erklärfilm zur Genschere

Ambitionierte Studentinnen und Studenten unseres Masterstudiengangs “Media and Communication Studies” an meiner Hochschule in Mittweida haben einen Erklärfilm zur Genschere erstellt. Die gemeinsame Arbeit an dem Projekt war sehr spannend.




Egoistische Gene, böse Technik, oder was?

Vortrag im Rahmen der 4. Öffentliche Ringvorlesung im Sommer 2018 an der Hochschule Mittweida mit dem Oberthema “Das Böse - ist überall (?)”. Zusammenfassung: Monsanto verkauft Glyphosat – und Saatgut. Bayer kauft (vermutlich) Monsanto – mit Glyphosat – und Saatgut. Das rundet ein Geschäftsmodell ab – RoundUp, sozusagen. Im Zentrum des Handels steht aber neben Gewinnen und Glyphosat noch etwas anderes: die Gentechnik. Sie soll nicht nur Saatgut zur vollen Blüte verhelfen, sondern auch dem Menschen zur gesunden Leibesfrucht. Wir begeben uns auf Spurensuche an der Grenze einer Technologie und ihrer Wahrnehmung.




Synthetische Biologie – Die TechnoSchote

Der folgende Erklärfilm wurde 2018 von Studierenden des Masterstudiengangs Media and Communication Studies entwickelt. Er zeigt verschiedene Wege der Synthese des Vanillinaromastoffes auf. Mitgewirkt haben Studierende des Matrikel 2017.




6. LernCamp in Auerbach

Am 1. und 2. September 2016 fand das 6. Lerncamp im Kontext des gymnasialen Netzwerks für die individuelle Förderung besonders begabter Schülerinnen und Schüler (GIFted) im Waldpark Grünheide statt. Wir beschäftigten uns mit dem Thema Alle Menschen sind gleich, oder?. Natürlich sind nicht alle Menschen gleich. Das wir doch. Aber wie unterschiedlich sind wir denn? Gibt es Menschenrassen? Wie nah sind uns Ötzi oder die Neandertaler? Und was ist mit Zwillingen? Ich möchte mit euch einen Blick in das Erbgut werfen, um diese Fragen zu beantworten.

Lerncamp


Kinder nach Maß

Neue Möglichkeiten der Fortpflanzungsmedizin.

Das eigene Kind wird in unserer Gesellschaft zunehmend als Repräsentant für ein erfülltes und glückliches Leben betrachtet. Der Kinderwunsch ist daher in den unterschiedlichsten familiären Konstellationen stark ausgeprägt. Hierauf antworten Biologie und Medizin mit einer breiten Palette an Möglichkeiten. Das Recht muss auf die sich daraus ergebenden Fragen antworten - welche Rolle spielen Samen-spende, Leihmutterschaft und weitere Formen der Befruchtung? - Wer sind “Eltern”? Dem soll ins-besondere auch am Beispiel der Änderung rechtlicher Regelungen aktueller Entscheidungen nach-gegangen werden. Die Reproduktionsmedizin wiederum könnte viel mehr leisten, als “nur” einen Kinderwunsch zu erfüllen. Von der Hautfarbe bis zum IQ kann und könnte gewählt werden. Aber ist der Biologie des Erbguts zu trauen? Und – weitergedacht – könnte aus biologischer Sicht eine ausschließlich aus Übermenschen bestehende Gesellschaft funktionieren?“



Ringvorlesung



5. LernCamp in Auerbach

Vom 24.09. bis 25.09.2015 findet das 5. Lerncamp im Kontext des gymnasialen Netzwerks für die individuelle Förderung besonders begabter Schülerinnen und Schüler (GIFted) im Waldpark Grünheide statt. Hier gibt es Informationen zu meinen Beitrag Computer gegen Viren. Die letzte große Virenpandemie – Ebola – hat über 10.000 Todesfälle verursacht. Aber auch vor unser Haustüre gibt es Viren, die Mensch und Tier befallen und aus denen sogar biologische Waffen hergestellt werden können. Ich möchte zeigen, wie uns der Computer bei der Erbgutanalyse von Viren hilft und wie die gewonnen Informationen genutzt werden, um die Menschheit zu schützen.

Links

Bundesweite Netzwerktagung der biotechnologischen Gymnasien 2015

Hier finden Sie zusätzliche Informationen zum Vortrag von Professor Dr. Röbbe Wünschiers mit dem Titel “Biotechnologie im Zeitalter von BigData”.

  • Unterrichtsmaterial
    • Literatur
      • Computational Biology – eine Einführung (Biologie in unserer Zeit, 2005) → Artikel
      • Evolution der Pathogenität bei E. coli (Praxis der Naturwissenschaften, 2008) → Artikel | Zusatzmaterial
      • Von den Gebeinen Lucys zu dem Genom des Neandertalers (in: Evolutionsbiologie, 2011) → Kapitel
      • Synthetische Biologie - Nichts Neues? (Praxis der Naturwissenschaften, 2012) → Artikel
      • Bioinformatik und Synthetische Biologie (Praxis der Naturwissenschaften, 2012) → Artikel
  • Daten
    • Biogas-RNASeq → FastQ


CyanoFactory Knowledgebase Workshop in Ljubljana 2014

This workshop introduces the CyanoFactory Knowledgebase, which is currently being developed as part of CyanoFactory.


Computational Biology Workshop in Valencia 2014

Here you will find accompanying material for the workshop on computational biology held from 10th to 13th of November 2014 at the Universitat Politècnica de Valencia.


Synthetic Biology -- About Transistors & Genes

The following cut from a public panel discussion on synthetic biology summarises within 5 minutes how I transformed from an amateur electrical engineer to a bioengineer. All talks and the discussion is available here.




Sommeruniversität der Studienstiftung

Gemeinsam mit Professor Michael Bölker von der Universität Marburg leite ich die Arbeitsgruppe Synthetische Biologie - Abiogenese im Labor oder “Gentechnik 2.0”? bei der Akademie in Görlitz vom 1.-14. September.

Die Synthetische Biologie ist ein neuer Teilbereich der Life Sciences und verspricht, die Verwandlung der Biowissenschaft in eine Ingenieurwissenschaft. Gentechnische Veränderungen sollen mit vorhersagbarem Resultat und unter Verwendung standardisierter biologischer Bauelemente in biologischen Chassis vorgenommen werden. Die Ziele reichen von der effizienten Herstellung von Medikamenten oder Kraftstoffen bis hin zum Verständnis der Entstehung des Lebens. Allerdings wird durch die Synthetische Biologie auch unser konzeptionelles Verständnis von Leben herausgefordert.

In unserer Arbeitsgruppe rekapitulieren wir zunächst die Entwicklungen, die zu der Synthetischen Biologie geführt haben. Dazu zählen zum einen Meilensteine der Molekularbiologie und Mikroprozesstechnik und zum anderen die internationale Forschungsförderpolitik. Im Anschluss beleuchten wir den Status quo der Synthetischen Biologie: Wo steht die Wissenschaft, wie ist die gesellschaftliche Wahrnehmung und was ist wirklich neu? Von den offensichtlichen Möglichkeiten und Versprechungen der Synthetischen Biologie (insbesondere für die Ökologie und Medizin) werden wir in die Zukunft projizieren und Potentiale sowie Risiken ableiten. In allen Stufen der Auseinandersetzung mit dem Thema wollen wir sowohl die biotechnologische Methodik behandeln als auch ethische Aspekte reflektieren.


Die Modernisierung des Menschen

Vom Spickzettel zur implantierten Speichererweiterung - Über die Modernisierung des Menschen.

Es wird gesagt, dass der Mensch mit dem Aufkommen von Kultur seine eigene Evolution in die Hand genommen hat. Das klingt groß: Theologie, Theater und Therapie ersetzen Mutation und Selektion. Nun, sicher nicht ganz, sagt der Biologe. Und wie verhält es sich mit Prothesen, künstlichen Organen, Hirnschrittmachern und Gentherapie?



Ringvorlesung



Studieren mit Kind in Mittweida

Die Hochschule Mittweida tut einiges, um jungen Eltern das Studium zu erleichtern. Es lohnt sich ein Blick auf die Campusbüro Webseite. Der aktuelle Film “Willkommen in Mittelsachsen” des Landkreises Mittelsachsen greift dieses Thema ab Minute 5:12 auf.



Frühlingsgefühle

Frühling ist etwas tolles. Es beginnt zu grünen und duften und das Herz erwärmt sich. Auch biochemisch beginnt eine spannende Zeit. Meine Sicht auf Frühlingsgefühle beginnt bei Minute 11:30 in folgendem Filmbeitrag von PropellerTV.



Escherichia coli


Für alle die nachvollziehen möchten wie die Bioinformatik hilft Pathogenitätsfaktoren zu finden, können hier zusätzliche Informationen zu meinem Beitrag Evolution der Pathogenität bei E. coli in Praxis der Naturwissenschaften [2008, 57(4):29-33] herunterladen.

  • E. coli Genomes: ZIP


Ernährung & Evolution

Wir waren mit einer 90-Sekunden Vorlesung im Bereich Bewegung, Gesundheit und Medizin beim Campus Test dabei und gehen auf den Zusammenhang zwischen Ernährung, Gesundheit und Evolution ein. Sehen Sie selbst…



PV92 Test Ergebnisse

Das Erbgut des Menschen (sein Genom) ist auf 46 Chromosomen verteilt, die in jeder einzelnen Körperzelle vorkommen. Da wir je 23 Chromosomen von der Mutter und 23 Chromosomen vom Vater geerbt haben, ist jedes Chromosom doppelt vorhanden. Aufgebaut ist das Erbgut und somit die Chromosomen aus DNA, Desoxyribonukleinsäure. Dies ist ein langes fadenartiges Molekül. Würde man die DNA-Moleküle der 46 Chromosomen hintereinander auslegen, so hätte man einen rund 2 Meter langen Faden, der allerdings nur 0.000002 Millimeter dick wäre. Auf dem Chromosom Nummer 16 gibt es eine Region, die von Genetikern wenig romantisch als PV92-Region bezeichnet wird. In dieser Region liegt bei einigen Menschen eine sogenannte Alu-Sequenz vor. Dies hat nichts mit Aluminium zu tun. Da das Chromosom 16 und somit die PV92-Region zweimal in Ihrem Genom vorliegt, kann die Alu-Sequenz an dieser Position zweimal (auf beiden Chromosomen), einmal (auf einem Chromosom) oder gar nicht vorliegen. Sie können entsprechend homozygoter Träger (+/+), heterozygoter Träger (+/-) oder homozygoter Nichtträger (-/-) sein. Das Vorhandensein der Alu-Sequenz in der PV92-Region hat keinerlei diagnostische Bedeutung.

Hier finden Sie Ihr PV92-Analyseergebnis. Bitten geben Sie Ihren persönlichen, 8-stelligen Code ein, um Ihr Ergebnis abzurufen.


Das Photo links zeigt das PV92-Analyseergebnis für alle drei möglichen Genotypen. Grün fluoreszierend sind DNA-Fragmente in einer Agarosematrix zu erkennen, die in einem elektrischen Feld der Größe nach aufgetrennt wurden. Große Fragmente befinden sich oben, kleine Fragmente unten. Die linke Spur (M) zeigt 9 Banden von DNA-Fragmenten bekannter Größe (400-1200 Basenpaare). In Spur +/+ befinden sich ausschließlich große DNA-Fragmente, ein Indikator für einen homozygoten Träger der Alu-Sequenz in der Region PV92. In Spur -/- befinden sich lediglich kleine DNA-Fragmente, kennzeichnend für einen homozygoten Nichtträger. Spur +/- schließlich zeigt zwei DNA-Fragmente, was heterozygoter Träger auszeichnet.
Code:


Anzahl gespeicherter Testergebnisse: 301

CODE: ______ | GENOTYP:

Erhalten Sie als Ergebnis ERR, so ist bei der Verarbeitung der Probe leider ein Problem aufgetreten. Dies kann viele Ursachen haben und es müsste eine neue Speichelprobe genommen werden.

 
science4you.txt · Last modified: 2019/11/12 22:44 by superadmin
Prof. Dr. Röbbe Wünschiers - University of Applied Sciences - Technikumplatz 17 - 09648 Mittweida/Germany - roebbe.wuenschiers|AT|hs-mittweida.de
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