Module 39-M-MBT14T Fundamentals and Applications of Synthetic Biology

Das Modul vermittelt die gentechnologischen und proteintechnologischen Grundlagen der Synthetischen Biologie. Der Einsatz der Grundlagen sowie Strategien der Synthetischen Biologie werden anhand von Anwendungsbeispielen aufgezeigt. Aufgrund des Verständnisses vorhandener Klonierverfahren und Vektoren soll die Entwicklung eigener genetischer Systeme als Basis der Synthetischen Biologie ermöglicht werden. Das Verständnis für Grundlagen der Proteine und Proteintechnologien soll die Entwicklung von Protein-Systemen im zellulären Kontext oder als eigenständige Module, z. B. Biosensoren, ermöglichen. Im Übungsteil werden Kompetenzen in verschiedenen Erarbeitungs- und Präsentationsformen (einzeln, Kleingruppe, Plenum, Frontalvortrag, Poster) auf Grundlage aktueller wissenschaftlicher Literatur erworben. Die theoretischen Grundlagen werden in der Vorlesung vermittelt und mittels einer Klausur oder einer mündlichen Prüfung abgeprüft.

Die Vorlesung und Übung stellen die Synthetische Biologie in der Breite vor und greift in diesem Kontext mit unterschiedlicher Gewichtung folgende Themen auf:

Genetik der Genregulation und Expression in Pro- und Eukaryonten
Gensynthese und Genbibliotheken
Klonierverfahren
Grundlagen und Design von prokaryotischen Vektoren
Grundlagen und Design von transienten und episomalen eukaryontischen Vektoren
Chromosomale Integration
Transgene Tiere
Gerichtete Evolution
Computerprogramme zur Molekularbiologie
Proteinstruktur
Biochemische und biophysikalische Messverfahren zur Proteincharakterisierung (z.B. Fluoreszenz, Zirkulardichroismus, Lichtstreuung, Oberflächen Plasmonresonanzspektroskopie, Kalorimetrie)
Proteinreinigung
Proteindesign
Enzym- und Antikörpertechnologie
Modularität in der Synthetischen Biologie
Selektionsverfahren und Präsentationstechnologien (Proteinfragment Komplementation, Phage Display, Zelluläres Display, TAT Selektion)
Proteine als Biosensoren
Bionanotechnologie
Biologische Schaltkreise in Zellen
Multizelluläre Schaltkreise
Synthetische Biologie im Kontext von Pharma, Energie und Chemie
Computerprogramme zur Proteintechnologie

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