Challenges in Molecular Life Science

Studiewijzer 2021/2022

Globale inhoud

In dit vak worden geavanceerde DNA-technieken (bv Crisp/Cas9 gene editing, SNP genotypering, RNA orgaan typering, Y-chromosomale  genealogie en Covid19 vaccin productie) behandeld en wordt inzichtelijk gemaakt hoe deze technieken ingezet worden in de Life Sciences. Uitdagingen op het gebied van voedselvoorziening (Moderne plantenveredeling), gezondheid (Corona virussen) en forensics (opsporing en identificatie) worden behandeld in gastcolleges door experts. De cursus bouwt voort op moleculaire kennis die je eerder hebt opgedaan. Daarnaast ontwikkel je praktische vaardigheden in (recombinant) DNA-technologie en in biochemische technieken die veel worden gebruikt in biologisch, biomedisch en celbiologisch onderzoek zoals (kolonie-)PCR, DNA gel-elektroforese, DNA-digestie, ligatie, transformatie, DNA-sequentie analyses, eiwitzuivering uit bacteriën, activiteitsmetingen aan enzymen en identificatie van eiwitten. Ook maak je kennis met bioinformatica tools en computerprogramma’s die gebruikt worden in de moleculaire wetenschappen, zoals BLAST,  in (in silico) kloneringen (Snapgene) en eiwit identificatie middels Massa spectrometry (Mascot) en eiwit structuur analyse (iCn3d) . Het practicum is opgezet als een ministage waarbij je op basis van de huidige literatuur een hypothese ontwikkelt die je vervolgens experimenteel gaat toetsen in het lab.

Studiemateriaal

Literatuur

• Molecular biology of the cell, 6th edition. Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. (2014) Taylor & Francis Inc. (ISBN: 9780815344643)

  Artikelen beschikbaar op Canvas.

Syllabus

• Practicum klapper Challenges in Molecular Life Sciences

Practicummateriaal

• Labjournaal, laptop.

   

Software

• snapgene, licentie via de cursus.

  iCn3D, free plugin.

   

Leerdoelen

• De student kan zelfstandig in SnapGene een in silico klonering ontwerpen, de klonering uitvoeren en de verkregen (tussen)resultaten interpreteren op basis van bv een diagnostische agarose gel, een DNA digestie-patroon, een PCR resultaat, een eiwit gel en bacterial colony counts en deze resultaten rapporteren in een labjournaal.
• De student kan het werkingsmechanisme uitleggen van moleculaire biologische technieken voor het kloneren van genfragmenten ( DNA ligatie, PCR, restrictie-analyse van plasmide DNA, bacterie-transformatie, werken met DNA plasmiden, recombinatie enzymen etc.) en deze technieken zelfstandig uitvoeren.
• De student kan uitleggen hoe een heteroloog eiwit tot expressie gebracht wordt in een bacterie en vervolgens deze gezuiverd wordt op basis van de biochemische eigenschappen en gekarakteriseerd kan worden. Daarnaast kan de student deze proeven zelfstandig uitvoeren m.b.v. een protocol;
• De student kan een hypothese kunnen formuleren over de functie- en biochemische eigenschappen van een specifiek eiwit (protein fosfatase 5) en een proefopzet ontwerpen om deze te toetsen middels experimenten;
• De student kan beschrijven hoe (geavanceerde) moleculaire biologische technieken werken zoals Gateway, Goldengate, Gibson assembly;
• De student kan informatie uit lezingen en wetenschappelijke literatuur over toepassing van Moleculaire technologieën interpreteren en de essentie van de technieken kunnen presenteren in de vorm van een grafisch abstract, essay of presentatie;
• De student kan moleculaire biologische technieken voor het kloneren van genfragmenten ( DNA ligatie, PCR, restrictie-analyse van plasmide DNA, bacterie-transformatie, werken met DNA plasmiden, recombinatie enzymen etc.) zelfstandig uitvoeren.

Onderwijsvormen

• Hoorcollege
• Werkcollege
• (Computer)practicum
• Zelfstandig werken aan bijv. project/scriptie
• Begeleiding/feedbackmoment
• Zelfstudie
• Presentatie/symposium

• 2 hoorcolleges van maximaal 2 uur waarin kennis en vaardigheden belangrijk voor het begrijpen en kunnen uitvoeren van het practicum behandeld worden. Behalve een inleidend en afsluitend college (Takken) is en een college over eiwitzuiveringen (van Leeuwen /Takken)
• 1 Highlight college (dr van den Burg) waarin moderne recombinant DNA technieken voor klonering en genexpressie behandeld worden. In dit college worden ook technieken die in het practicum gebruikt worden behandeld.
• 1 Highlight college (Prof Kramer) waarin eiwit identificatie middels massaspectrometrie behandeld worden. In dit college worden ook technieken die in het practicum gebruikt worden behandeld.
• 3 Keynote lectures van maximaal 2 uur waarin experts de rol van moleculaire technieken in hun vakgebieden duiden (humane virologie, forensische wetenschappen en plantwetenschappen) .
• 2 werkcolleges waarin studenten ondersteuning krijgen bij het uitwerken van de opdrachten gerelateerd aan de 3 keynote lectures.
• 1 opdracht waarin je Snapgene gebruikt om een in vitro klonering uit te voeren en 1 opdracht waarin je met iCn3D een structuur analyse op PP5 uitvoert..
• 4 halve en 5 hele dagen practicum Moleculaire technieken (verplichte aanwezigheid) inclusief een voorbereidend hoorcollege en een nabespreking.
• ±100 uur zelfstandig werken/zelfstudie. We verwachten een academische houding, daarbij hoort voorbereiding voor de practica,  maken van de opdrachten en bijhouden labjournaal. Ook valt hieronder het (gezamenlijk) schrijven van de essays voor Challenges in Forensics en het maken van de grafische abstract voor Challenges in virology na het bestuderen van relevante wetenschappelijke artikelen en het volgen van de keynote colleges.  
• Presentatie (via zoom) waarin de studenten de 4 verschillende SARS-CoV2 vaccin types aan elkaar uitleggen.
• zie Datanose voor de meest recente roostering

Verdeling leeractiviteiten

Academische vaardigheden

De student heeft ervaring opgedaan:

1. in het formuleren van een hypothese en deze kunnen toetsen dmv een proefopzet,
2. uitvoeren van praktische handdelingen in een laboratorium op basis van een protocol,
3. in het veilig werken met micro-organismen, chemische stoffen en GMO, en biologische materialen,
4. bijhouden en vastleggen van eigen labdata in de vorm van een labjournaal, waarin de eigen data gepresenteerd worden in de context van een onderzoeksvraag en een conclusie /discussie.
5. in het analyseren evalueren van data verkregen met Moleculair biologische technieken, zoals het kunnen interpreteren van  DNA en eiwit gels en MS data.
6. in het combineren van verschillende experimenten om een hypothese te toetsen (trekken van een overkoepelende eindconclusie).
7. een moleculaire techniek en de toepassing hiervan kunnen uitleggen in een geschreven essay. 
8. middels een grafische presentatie cellulaire en moleculaire principes kunnen uitleggen, zoals het infectie proces van een virus of hoe verschillende vaccin-types geproduceerd worden. 

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Deelname aan (computer)practica, veldwerk en werkcolleges is in principe verplicht. Eventueel aanvullende eisen worden per onderdeel in de studiewijzer omschreven. Hier staat ook beschreven wat de eventuele consequenties zijn van het niet nakomen van deze verplichting.
  

Aanvullende eisen voor dit vak:

• Deelname aan (computer)practica, veldwerk en werkcolleges is  verplicht. Eventueel aanvullende eisen worden per onderdeel in de studiewijzer omschreven. Hier staat ook beschreven wat de eventuele consequenties zijn van het niet nakomen van deze verplichting.

Aanvullende eisen voor dit vak:

• Aanwezigheid en voorbereiding is verplicht voor het practicum. Anders NAV. Bij te laat komen kan de student uitgesloten worden van het practicum (NAV).
• Bovenstaande aanwezigheidsplicht geldt ook voor de werkcolleges en de 3 Keynote lectures.
• Student dient aanwezig te zijn bij de posterpresentaties van de eigen en andere werkgroepen. 
• Voor dit vak gelden de overige aanwezigheidsregels zoals vermeld in OER B van Biologie.

Mocht je wegens persoonlijke omstandigheden (denk hierbij aan ziekte of bijzondere familieomstandigheden) niet kunnen deelnemen aan een verplichte onderwijsbijeenkomst, neem dan direct per e-mail contact op met de vakcoördinator. De vakcoördinator bespreekt dan met je of er mogelijkheden er zijn om het onderwijs op een andere wijze te volgen, en zo ja welke.

Ben je langdurig niet in staat om onderwijs te volgen (langer dan 1 week), neem dan ook contact op met de studieadviseur.

NB Covid-19: Vooralsnog is het uitgangspunt dat al het onderwijs op locatie zal plaatsvinden, zonder verdere corona-verplichtingen/beperkingen maar wel met het advies  om thuis te blijven bij ziekte/klachten of een positieve (zelf)test, ook als dit betekent dat je daardoor één of meerdere verplichte onderwijsbijeenkomsten moet missen. Ook hiervoor geldt, neem direct contact op met de vakcoördinator zodat er samen gekeken kan worden naar een oplossing.

Toetsing

• Om technische redenen is het  niet  mogelijk een inhaalpracticum te organiseren. Het niet bijwonen van meerdere dagen van het practicum, of het niet inleveren van het labjournaal betekend dat aan dit onderdeel niet voldaan kan worden (NAV).
• Te laat inleveren van het labjournaal leidt tot aftrek van punten, een halve punt per dag te laat. 
• Het practicum dient met een voldoende (>5.5) afgerond te worden (het cijfer betreft het gecombineerde cijfer voor practicum inzet en labjournaal, zie rubric ). Indien het labjournaal als onvoldoende (<5.5) wordt beoordeeld, dan mag er éénmaal een gecorrigeerd labjournaal worden ingeleverd. Maximale cijfer van een gecorrigeerd labjournaal is een 6. 
• Het gemiddelde cijfer van de twee theoretische opdrachten (essays voor forensics en poster met abstract + legenda + presentatie voor covid19 opdracht) moeten een voldoende (>=6) zijn, het laagste cijfer van maximaal een van de opdrachten mag niet onder de 5 liggen. Indien onvoldoende dan mag er eenmaal een gecorrigeerde versie worden ingeleverd (binnen een week), het maximale cijfer voor een revisie is een 6. Voor iedere opdracht is een rubric beschikbaar op canvas waarmee het cijfer bepaald wordt. 
• Niet inleveren van een of meerdere schrijfopdrachten leidt tot een NAV.
• Te laat inleveren van de theoretische schrijf opdrachten leidt tot puntaftrek (half punt per dag). 

Inzage toetsing

De beoordelingsmodellen voor praktische en theoretische opdrachten worden gepubliceerd op canvas en ook de beoordelingen worden via Canvas aan de studenten beschikbaar gesteld. 

Opdrachten

- Uitvoeren van het practicum en in het  inleveren van het labjournaal met daarin de zelfverkregen data beteft een individuele opdracht. Beiden worden becijferd (0-10) en tellen voor 50% mee voor het eindcijfer.

- De essay over een Moleculaire techniek in Forensics wordt in duo's uitgevoerd. Dit onderdeel wordt beoordeeld middels een rubric (0-10) en telt voor 25% mee voor het eindcijfer. 

- De grafische abstract die het SAR-CoV2 virus, virale infectie en diagnostiek beschrijft op moleculair niveau en het beschrijven van het werkingsprincipe van een specifiek Covid19 vaccine type is een groepsopdracht (groep van 4 personen). Dit onderdeel wordt beoordeeld volgens de rubric (0-10) en telt voor 25% mee voor het eindcijfer. Weging van de onderdelen (grafisch abstract, legenda en presentatie) wordt uitgesplitst in de rubric.

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: http://student.uva.nl

Weekplanning

Rooster

Het rooster van dit vak is in te zien op DataNose.

Verwerking vakevaluaties

Hieronder vind je de aanpassingen in de opzet van het vak naar aanleiding van de vakevaluaties.

Vakevaluatie gaf geen aanleiding tot aanpassingen vak. Het practicum is een dag langer dan vorig jaar en één theoretische opdracht is geschrapt vanwege roostertechnische redenen (goede vrijdag, pasen en koningsdag). De extra practicum dag wordt ingevuld met een eiwitstructuur en -identificatie opdracht (Mascot en iCn3D)

Contactinformatie

Coördinator

• dr. ing. F.L.W. Takken

Docenten

• Bas Beerens
• dr. ir. Harrold van den Burg
• N.F. Gaertner
• C.M. van der Hoek
• Nienke Koopman MSc
• Gertjan Kramer
• Pim van Leeuwen
• Winfried Roseboom
• dr. ir. Titia Sijen
• Margarita Šimkovicová
• B.V. Vlieger MSc
• ing. R. van Wijk