Das Magazin - Ausgabe 03 - Systembiologie

Abbildung 1: Intensive Betreuung der Studierenden des Studiengangs Genome-Based Systems Biology
Der Studiengang ist für 12 Studierende pro Jahr konzipiert. Das ermöglicht eine optimale Betreuung der Studierenden, wie hier in der Angewandten Bioinformatik
(Bild: Universität Bielefeld).
Schwerpunkte. Dazu kann der praktische Umgang mit modernsten
Geräten im Labor ebenso gehören wie das Erstellen neuer
Bioinformatik-Anwendungen zur systematischen Datenauswertung.
Übergeordnetes Ziel aller Projekte ist es jedoch, mit Hilfe
mathematischer Methoden Modelle zu entwickeln, die funktionale
Zusammenhänge zwischen Genen, Transkripten, Proteinen
und Metaboliten aufzeigen. Die individuellen Projekte werden
im Rahmen von Forschungs- und Erweiterungsmodulen von den
Studierenden weitgehend eigenverantwortlich durchgeführt. Erfahrungen
aus diesen Projekten erleichtern dann die Anfertigung
einer Masterarbeit als letzten Bestandteil des Studiums.
Einzigartige Ressourcen zur Erstellung und modellhaften
Analyse experimenteller Daten
Studentinnen und Studenten des Studiengangs Genome-Based
Systems Biology haben vollen Zugang zur Infrastruktur der Universität
Bielefeld, insbesondere zu den Ressourcen der naturwissenschaftlichen
Fakultäten und des Centrums für Biotechnologie
(CeBiTec). Im CeBiTec sind es vor allem die Technologie-Plattformen
Genomik und Bioinformatik, die von den Studierenden
genutzt werden können (Abb. 2). Möglich ist so die unmittelbare
Arbeit mit allermodernsten Labor-Großgeräten wie die Ultrahochdurchsatz-Sequenziergeräte
Roche 454 Genome Sequencer
FLX und Illumina Genome Analyzer IIx, deren Daten etwa im
Rahmen von Master-Arbeiten analysiert werden können. Für
Transkriptom-Experimente bietet das CeBiTec die Möglichkeit,
im Haus eigene Microarrays zu entwerfen und herzustellen.
Ergänzend werden zurzeit Verfahren zur RNA-Sequenzierung
etabliert. Zur Proteom-Analytik stehen massenspektrometrische
Verfahren zur Verfügung, z. B. die Identifikation von
Proteinen durch MALDI-TOF mit einem Bruker Ultraflextreme
Massenspektrometer, nachdem die Proteine zunächst durch
zweidimensionale Gelelektrophorese separiert worden sind. Massenspektrometrische
Methoden stehen auch im Mittelpunkt der
Metabolomik, wo durch eine Koppelung mit unterschiedlichen
chromatographischen Trennverfahren wie Flüssigkeits- oder
Gas-Chromatographie ein breites Spektrum unterschiedlicher
Metabolite identifiziert und quantifiziert werden kann, etwa
beim GC-GC-TOF Kombinationsgerät Leco Pegasus 4 für zweidimensionale
Gas-Chromatrographie mit massenspektrometrischer
Identifikation. In der Bioinformatik stehen nicht nur optimale
Hardware-Ressourcen zur Verfügung, etwa im Bereich Compute,
Storage oder Datenbank. Vor allem kann über Software-
Ressourcen des CeBiTec die Auswertung experimenteller Daten
drastisch erleichtert werden, etwa bei der automatisierten Generierung
von metabolischen Modellen in der Markup-Sprache
SBML mit dem Tool CARMEN. Zum selbständigen Vertiefen der
ersten Modellier- und Simulationserfahrungen haben sich tragbare
MacBook-Rechner sehr bewährt, die den Studierenden zur
Verfügung stehen. Die Studierenden werden auch angehalten,
an wissenschaftliche Konferenzen teilzunehmen, z. B. an den
jährlich stattfindenden CeBiTec-Symposien, die sich jeweils einem
zukunftsorientierten Thema widmen. Die Ergebnisse der
CeBiTec-Symposien sind in Sonderheften des Journals of Biotechnology
publiziert (Tab. 2).
Tabelle 2. Übersicht über die Themen der bisherigen
CeBiTec Symposien
Jahr
Thematik und Publikation im Journal of Biotechnology
2006 Molecular Systems Biology
J. Biotechnology Volume 129, Issue 2
2007 The Future of Genome Research in the Light of
Ultrafast Sequencing Technologies
J. Biotechnology Volume 136, Issues 1-2
2008 Solar Bio-Fuels
J. Biotechnology Volume 142, Issue 1
2009 bioIMAGING
J. Biotechnology Volume Volume 149, Issue 4
2010 New Frontiers in Microbial Genome Research
www.systembiologie.de Lehre Genome-Based Systems Biology 89