BMB836: Anvendelse af CRISPR Genome Engineering i cellebiologi og biomedicin

Det Naturvidenskabelige Studienævn

Undervisningssprog: På dansk eller engelsk afhængigt af underviser, men engelsk ved internationale studerende
EKA: N210045102
Censur: Intern prøve, to eller flere bedømmere
Bedømmelse: 7-trinsskala
Udbudssteder: Odense
Udbudsterminer: Efterår
Niveau: Kandidatkursus forhåndsgodkendt som Ph.d.-kursus

STADS ID (UVA): N210045101
ECTS-point: 5

Godkendelsesdato: 07-04-2021


Varighed: 1 semester

Version: Arkiv

Kommentar

01016701 (tidligere UVA) er identisk med denne kursusbeskrivelse.
Kurset er rettet mod kandidatstuderende, men kan også følges af ph.d.-studerende og bahcelor studerende. For ph.d.-studerende vil krav til opgaven on evaluering blive tilpasset for at afspejle ph.d.-niveau. 

Minimum 8 studerende og max 36. Kurset har deltagerbegrænsning og hvis der er flere tilmeldte end begrænsningen angiver, prioriteres de rettidigt tilmeldte efter dato for tilmelding.

Indgangskrav

Bestået BMB507 og BMB508, eller fuldt optaget på kandidaten i Biokemi og Molekylær Biologi, Biomedicin eller Biomedicinsk Informatik

Faglige forudsætninger

Studerende, der følger kurset, forventes at:

  • Have viden der svarer til emnerne præsenteret i BMB536, BMB507 og BMB508.
  • Kunne udføre basale eksperimenter indenfor cellebiologi og molekylær biologi.

Deltagerbegrænsning

36

Formål

Formålet med kurset er at give de studerende indsigt i baggrunden for principperne bag og anvendelsen af CRISPR/Cas systemer til genredigering. Selvom kurset hovedfokus er på de metoder der kan anvendes til at ændre sekvensen af genomisk DNA, vil kurset også omfatte design af CRISPR systemer med computerprogrammer og illustrere hvordan disse systemer kan anvendes til transkriptionel og epigenetisk regulering af genekspression samt etablering af genredigerede celler til funktionelle studier af gener og proteiner. I den eksperimentelle del vil den studerende lære at designe CRISPR reagenser til gen knockout og knock-in ved hjælp af bioinformatiske værktøjer, validerer hvorvidt disse redigeringer lykkedes, og analyserer fænotyper i celler ved hjælp af veletablerede teknikker. Formålet med den eksperimentelle del er at gøre de studerende i stand til at anvende disse nye og effektive teknologier i deres egne forskningsprojekter.

Kurset bygger på den viden der er erhvervet i kurserne BMB536, BMB507 og BMB508 og danner det faglige grundlag for at studere sammenhængen mellem genotype og fænotype som er relevant for BMB, biomedicin og biomedicinsk informatik studerende.

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:

  • Give kompetence til at forstå biologien og principperne bag CRISPR/Cas9 systemet
  • Give kompetence til at bruge bioinformatiske værktøjer til at designe CRISPR/Cas9 reagenser
  • Give eksperimentelle færdigheder i at benytte CRISPR/Cas9 til redigering af generne
  • Give viden om og forståelse af anvendelsen af genredigering i molekylærbiologisk forskning og medicinske problemstillinger

Målbeskrivelse

For at opnå kursets formål, er læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at: 

  • Forstå udviklingen og den biologiske relevans af CRISPR.
  • Forstå de underliggende principper, virkningsmekanismer, og potentiale såvel som begrænsningerne ved CRISPR/Cas9 til genredigering og andre anvendelsesformål.
  • Designe gen-specifikke CRISPR/Cas9 reagenser og bruge dem i egne forskningsprojekter.
  • Analysere og vurdere egne og andres resultater opnået ved brug af CRISPR/Cas9.
  • Undersøge andre CRISPR associerede enzymer og systemer til genredigering.
  • Diskutere nyudviklinger indenfor genredigeringsfeltet.

Indhold

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

  • Udviklingen og den biologiske relevans af CRISPR
  • Design af CRISPR/Cas9 reagenser (gRNAs) ved brug af bioinformatiske værktøjer
  • Forståelse af strukturen af Cas proteiner og gRNA’s og principperne bag genspecifik redigering
  • Leveringsmetoder (transfektion/transduktion).
  • Basale regler for knockout og knock-in, herunder design af homologisekvenser til knock-in og gRNA til base editing
  • DNA reparationsmekanismer og deres samspil med CRISPR-inducerede skader ved genredigering
  • Metoder til detektion af CRSPR/Cas9-induceret redigeringer i celler og hvordan klonale cellelinjer kan etableres og valideres.
  • Evaluering af on-target og off-target ved CRISPR forsøg og diskussion af mulige rescue strategier til validering af fænotype og korrekt genredigering
  • Cellesystemer og modelorganismer
  • Målrettet og “genome-wide” CRISPR screening
  • Alternative genredigeringsværktøjer
  • Genterapi og andre biomedicinske anvendelser af CRISPR/Cas9 teknologien
  • Teknologiudvikling
  • Etiske anbefalinger

Litteratur

Kursus litteraturen består af review artikler, forskningartikler, opgaver og protokoller, som vil være tilgængelig på Blackboard ved kurset start.
Se BlackBoard for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.

Eksamensbestemmelser

Eksamenselement a)

Tidsmæssig placering

Juni

Udprøvninger

Mundtlig eksamen baseret på en individuel skriftlig opgave

EKA

N210045102

Censur

Intern prøve, to eller flere bedømmere

Bedømmelse

7-trinsskala

Identifikation

Studiekort

Sprog

Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

Hjælpemidler

Oplyses på kurset

ECTS-point

5

Uddybende information

Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Vejledende antal undervisningstimer

44 timer per semester

Undervisningsform

På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
  • Introfase (forelæsning, holdtimer) - Antal timer: 16
  • træningsfase: Antal timer: 28 timer, heraf 16 timer eksaminatorie og 12 timer laboratorie

Den teoretiske del af kurset undervises ved forelæsninger baseret på review artikler, samt E-timer hvor forskningsartikler præsenteres af studerende og diskuteres med underviserne. Undervisningsformen i den praktiske del involverer computerøvelser baseret på open-source software og laboratorieøvelser. Studiefasen inkluderer forberedelse til den teoretiske og praktiske del af kurset, samt udarbejdelse af den skriftelige opgave, som skal forsvares til eksamen. Undervisningen I de tre faser giver tilsammen den studerende viden om hvordan man designer target specifikke CRISPR/Cas9 reagenser, og hvordan de kan udnyttes I den studerende eget forskningsprojekt. 

Aktiviteter i studiefasen

  • Forberedelse til forelæsninger ved at læse udvalgt litteratur
  • Forberedelse til E-timerne, som afvikles som journal club, hvor udviklingen indenfor feltet genome editing diskuteres ved at læse og vurdere forskningsartikler.
  • Forberede små opgaver som en del af computerøvelserne.
  • Udarbejde en skriftlig opgave på baggrund af øvelserne (lavet i grupper), og emnerne der er gennemgået i kurset. 

Ansvarlig underviser

Navn E-mail Institut
Jens S. Andersen jens.andersen@bmb.sdu.dk Institut for Biokemi og Molekylær Biologi
Kedar Nath Natarajan knn@d-ias.sdu.dk Institut for Biokemi og Molekylær Biologi

Skemaoplysninger

Administrationsenhed

Biokemi og Molekylær Biologi

Team hos Uddannelsesjura & Registratur

NAT

Udbudssteder

Odense

Anbefalede studieforløb

Profil Uddannelse Semester Udbuds periode