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Hardware e conhecimento mínimos para estudar os efeitos nas células vivas

Hardware e conhecimento mínimos para estudar os efeitos nas células vivas



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Estou muito interessado em estudar os efeitos (ou reações) de diferentes forças (campos magnéticos, campos elétricos, etc.) em tecidos / células vivos.

Eu sei que tenho que ter uma célula viva, a força aplicada e um microscópio para estudar isso, mas não sei que tipo de microscópio servirá e que tipo de organismo vivo usar (e como).

Qualquer ajuda para começar será de grande ajuda.


O "hardware mínimo" de que você precisa consiste em, pelo menos:

  • um microscópio, como você disse (qual depende exatamente do que você quer fazer com ele);
  • qualquer dispositivo de que você precise para aplicar estímulos físicos às células (novamente, depende do que você deseja fazer exatamente);
  • uma incubadora de cultura de células;
  • uma capa de cultura de células para poder funcionar em condições estéreis;
  • uma sala de cultura de células dedicada onde colocar os dois itens anteriores;
  • uma linha de células para realizar experimentos (na verdade, mais provavelmente várias linhas de células diferentes).

Sua pergunta parece que você está pensando em um projeto pessoal, mas considere que nenhum desses itens é barato. Some-os e este projeto realmente não será acessível com as finanças de um indivíduo médio.

O "conhecimento mínimo" de que você precisa consiste em, pelo menos:

  • saber fazer cultura de células (principalmente trabalhando em condições estéreis, o que requer não só equipamentos adequados, mas também habilidades técnicas muito especializadas);
  • conhecer (pelo menos um pouco) a literatura científica sobre as respostas celulares a estímulos físicos, pois nenhum laboratório vai te contratar como estagiário se o projeto que você tem em mente já foi feito e seus resultados publicados anos atrás. Você pode pesquisar a literatura científica biológica usando PubMed.

Então, para mim parece que sua melhor chance de começar esse projeto é encontrar um laboratório de biologia celular com esse equipamento e especialização, e fazer um estágio lá. Você pode começar pesquisando no site da universidade mais próxima de você.


Biologia Celular)

o célula (do latim Cella, que significa "pequena sala" [1]) é a unidade básica estrutural, funcional e biológica de todos os organismos conhecidos. As células são as menores unidades de vida e, portanto, são freqüentemente chamadas de "blocos de construção da vida". O estudo das células é denominado biologia celular, biologia celular ou citologia.

As células consistem em citoplasma envolvido por uma membrana, que contém muitas biomoléculas, como proteínas e ácidos nucléicos. [2] A maioria das células vegetais e animais são visíveis apenas sob um microscópio de luz, com dimensões entre 1 e 100 micrômetros. [3] A microscopia eletrônica oferece uma resolução muito maior, mostrando uma estrutura celular muito detalhada. Os organismos podem ser classificados como unicelulares (consistindo em uma única célula, como bactérias) ou multicelulares (incluindo plantas e animais). [4] A maioria dos organismos unicelulares são classificados como microorganismos.

O número de células em plantas e animais varia de espécie para espécie, estima-se que os humanos contenham algo em torno de 40 trilhões (4 × 10 13) de células. [a] [5] O cérebro humano é responsável por cerca de 80 bilhões dessas células. [6]

As células foram descobertas por Robert Hooke em 1665, que as batizou por sua semelhança com as células habitadas por monges cristãos em um mosteiro. [7] [8] A teoria celular, desenvolvida pela primeira vez em 1839 por Matthias Jakob Schleiden e Theodor Schwann, afirma que todos os organismos são compostos de uma ou mais células, que as células são a unidade fundamental de estrutura e função em todos os organismos vivos, e que todas as células vêm de células pré-existentes. [9] As células surgiram na Terra pelo menos 3,5 bilhões de anos atrás. [10] [11] [12]


Doença de Alzheimer

A doença de Alzheimer priva as pessoas de habilidades de pensamento e memória, roubando sua capacidade de reconhecer seus entes queridos e realizar as tarefas mais básicas. Não há tratamento para essa doença progressiva e fatal, que afeta mais de 5 milhões de americanos. Queremos mudar isso. No Salk Institute, estamos pesquisando as causas básicas da doença de Alzheimer, explorando como as células que envelhecem no cérebro, juntamente com mutações genéticas e proteínas errantes, contribuem para o distúrbio. Esta pesquisa específica para a doença é um farol de esperança para milhões de pacientes com doença de Alzheimer e suas famílias.

Os cientistas da Salk revelam como as células cerebrais na doença de Alzheimer dão errado e perdem sua identidade
Planta medicinal nativa da Califórnia pode ser uma promessa para o tratamento de Alzheimer & # 8217s
A pesquisa confirma que as células nervosas feitas de células da pele são um modelo de laboratório válido para estudar doenças
Pesquisadores relatam novos métodos para identificar candidatos a medicamentos para Alzheimer que têm propriedades anti-envelhecimento
Salk concedeu US $ 19,2 milhões pela American Heart Association-Allen Initiative para estudar Alzheimer & # 8217s e envelhecimento no cérebro
Nicola Allen

Laboratório de Neurobiologia Molecular

Rusty Gage
Martin Hetzer

Laboratório de Biologia Celular e Molecular

Axel Nimmerjahn

Waitt Advanced Biophotonics Center

John Reynolds

Laboratório de Neurobiologia de Sistemas

Terrence Sejnowski

Professor e Chefe de Laboratório

Laboratório de Neurobiologia Computacional


O QUE FAZ UMA BOA ANIMAÇÃO?

O valor da animação pode ser avaliado pelo que aparece na animação e pelos aspectos técnicos da animação. Em termos do que aparece na animação, na minha opinião, animações menos úteis muitas vezes simplificam demais um conceito ou pulam muitas etapas em um caminho. Essas animações menos úteis podem ser enganosas, pois mostram uma proteína como uma cadeia em vez de várias subunidades (por exemplo, crucial para a compreensão da ação das proteínas G multiméricas de alto peso molecular após a dissociação) ou não mostram dimerização do receptor do fator de crescimento sobre o ligante obrigatório. Mesmo se a animação for precisa, a animação excessivamente simples pode não melhorar em uma ilustração estática. Além disso, como discutido mais tarde (veja AVALIAÇÃO DO USO DA ANIMAÇÃO), a animação de certos fatos não resulta em um melhor entendimento do aluno. Embora minhas opiniões sejam apresentadas aqui, métodos de avaliação do valor de uma animação (com base em testes rigorosos em sala de aula) ainda são necessários.

Em termos de aspectos técnicos da animação, existem algumas regras gerais. Por exemplo, os arquivos de animação devem ser de tamanho relativamente pequeno e o reprodutor de animação deve estar normalmente disponível para plataformas Mac e PC. Se os arquivos forem distribuídos por CD, os arquivos de animação podem incluir som e ser muito grandes (por exemplo, 15 megabytes). Há uma vantagem em arquivos de animação pequenos (menos de 50 kilobytes), no entanto, porque os alunos, em casa ou no campus, podem baixá-los rapidamente da Internet. Portanto, o programa de animação deve produzir pequenos arquivos que podem ser visualizados com um reprodutor normalmente encontrado no navegador da web. O reprodutor de animação deve ser de tamanho pequeno e perfeitamente incorporado ao navegador (como os reprodutores da Macromedia, descritos posteriormente).

A animação deve incluir alguma interatividade por meio do uso de teclas de atalho (consulte a tecla “NEXT” na Figura 1). O aluno pode clicar em uma tecla de atalho no palco da animação para produzir uma ação ou fazer uma escolha (clicar na tecla de atalho pode produzir um salto para uma animação diferente para explicar uma parte da ilustração atual, reproduzir a animação atual ou, quando o aluno estiver pronto, prossiga para a próxima animação). O programa de animação também deve ser capaz de produzir controles “rollover” - por exemplo, quando o cursor controlado pelo mouse é colocado sobre um símbolo, o símbolo muda de forma para destacar a linha de comando. Um rollover também pode funcionar de forma que, quando um aluno aponta o cursor para um item na tela - digamos, uma proteína - o nome da proteína aparece. Assim, os nomes das várias partes celulares ou proteínas não atrapalham a ilustração.

Figura 1. Animação da ligação enzima-substrato (http://carbon.cudenver.edu/

Outra sugestão é que a animação seja escalonável. Isso significa que a animação pode ser ampliada (sem degradação da imagem) para uso em grandes salas de aula (ou diminuída em monitores de computador menores). A animação que usa imagens baseadas em vetor gera formas por meio de equações matemáticas. Essas imagens podem ser ampliadas ou reduzidas sem degradação da imagem. O arquivo dessas imagens também será pequeno. Em contraste, as imagens de bitmap são produzidas por uma série de pontos de cores individuais. Conforme uma imagem bitmap é ampliada, ela se degradará. As imagens de bitmap normalmente também requerem tamanhos de arquivo maiores do que as imagens baseadas em vetor.


Conteúdo

Dioscórides, um médico grego da corte do imperador romano Nero, fez a primeira tentativa de classificar as plantas de acordo com seu efeito tóxico e terapêutico. [4] Ibn Wahshiyya escreveu o Livro sobre Venenos no século 9 ou 10. [5] Isso foi seguido em 1360 por Khagendra Mani Darpana. [6]

Theophrastus Phillipus Auroleus Bombastus von Hohenheim (1493-1541) (também conhecido como Paracelso, por acreditar que seus estudos estavam acima ou além do trabalho de Celsus - um médico romano do primeiro século) é considerado "o pai" da toxicologia. [7] Ele é creditado com a máxima clássica da toxicologia, "Todos os Dinge são Gift und nichts ist ohne Gift Todos os Dose macht, dass ein Ding kein Gift ist."que se traduz como:" Todas as coisas são venenosas e nada é sem veneno, apenas a dose torna uma coisa não venenosa. "Isso geralmente é condensado em:" A dose faz o veneno "ou em latim" Sola dosis facit venenum ". [8 ]: 30

Mathieu Orfila também é considerado o pai moderno da toxicologia, tendo dado ao assunto seu primeiro tratamento formal em 1813 em seu Traité des venenos, também chamado Toxicologie générale. [9]

Em 1850, Jean Stas se tornou a primeira pessoa a isolar com sucesso os venenos de plantas do tecido humano. Isso permitiu que ele identificasse o uso de nicotina como veneno no caso do assassinato de Bocarmé, fornecendo as evidências necessárias para condenar o conde belga Hipólito Visart de Bocarmé pela morte de seu cunhado. [10]

O objetivo da avaliação de toxicidade é identificar os efeitos adversos de uma substância. [11] Os efeitos adversos dependem de dois fatores principais: i) vias de exposição (oral, inalatória ou dérmica) e ii) dose (duração e concentração da exposição). Para explorar a dose, as substâncias são testadas em modelos agudos e crônicos. [12] Geralmente, diferentes conjuntos de experimentos são conduzidos para determinar se uma substância causa câncer e para examinar outras formas de toxicidade. [12]

Fatores que influenciam a toxicidade química: [8]

  • Dosagem
    • São estudadas as grandes exposições únicas (agudas) e as pequenas exposições contínuas (crônicas).
    • Ingestão, inalação ou absorção pela pele
    • Espécies
    • Era
    • Sexo
    • Saúde
    • Ambiente
    • Caracteristicas individuais

    A disciplina de toxicologia baseada em evidências se esforça para avaliar de forma transparente, consistente e objetiva as evidências científicas disponíveis, a fim de responder a questões em toxicologia, [13] o estudo dos efeitos adversos de agentes químicos, físicos ou biológicos em organismos vivos e no meio ambiente , incluindo a prevenção e melhoria de tais efeitos. [14] A toxicologia baseada em evidências tem o potencial de abordar as preocupações da comunidade toxicológica sobre as limitações das abordagens atuais para avaliar o estado da ciência. [15] [16] Isso inclui preocupações relacionadas à transparência na tomada de decisões, síntese de diferentes tipos de evidências e avaliação de parcialidade e credibilidade. [17] [18] [19] A toxicologia baseada em evidências tem suas raízes no movimento mais amplo em direção a práticas baseadas em evidências.

    Experimentos de toxicidade podem ser conduzidos na Vivo (usando o animal inteiro) ou em vitro (teste em células ou tecidos isolados), ou em sílico (em uma simulação de computador). [20]

    Animais não humanos Editar

    A ferramenta experimental clássica da toxicologia são os testes em animais não humanos. [8] Exemplos de organismos modelo são Galleria mellonella, [21] que pode substituir pequenos mamíferos, e peixe-zebra, que permite o estudo da toxicologia em vertebrados de ordem inferior in vivo. [22] [23] A partir de 2014, esses testes em animais fornecem informações que não estão disponíveis por outros meios sobre como as substâncias funcionam em um organismo vivo. [24] O uso de animais não humanos para testes de toxicologia é contestado por algumas organizações por razões de bem-estar animal, e foi restringido ou proibido em algumas circunstâncias em certas regiões, como o teste de cosméticos na União Europeia. [25]

    Métodos de teste alternativos Editar

    Embora os testes em modelos animais continuem a ser um método de estimar os efeitos humanos, existem questões éticas e técnicas com os testes em animais. [26]

    Desde o final dos anos 1950, o campo da toxicologia tem buscado reduzir ou eliminar os testes em animais sob a rubrica de "Três Rs" - reduzir o número de experimentos com animais ao mínimo necessário, refinar os experimentos para causar menos sofrimento e substituir na Vivo experimente outros tipos ou use formas de vida mais simples, quando possível. [27] [28]

    A modelagem por computador é um exemplo de métodos de teste alternativos que usam modelos de computador de produtos químicos e proteínas, as relações estrutura-atividade podem ser determinadas e as estruturas químicas que provavelmente se ligam e interferem com proteínas com funções essenciais podem ser identificadas. [29] Este trabalho requer conhecimento especializado em modelagem molecular e estatística, juntamente com julgamento especializado em química, biologia e toxicologia. [29]

    Em 2007, a ONG americana National Academy of Sciences publicou um relatório chamado "Teste de Toxicidade no Século 21: Uma Visão e uma Estratégia", que começou com uma declaração: "Mudança muitas vezes envolve um evento fundamental que se baseia na história anterior e abre a porta para uma nova era. Os eventos cruciais da ciência incluem a descoberta da penicilina, a elucidação da dupla hélice do DNA e o desenvolvimento de computadores. Os testes de toxicidade estão se aproximando de um ponto crucial científico. Está preparado para tirar proveito das revoluções na biologia e biotecnologia. Avanços em toxicogenômica, bioinformática, biologia de sistemas, epigenética e toxicologia computacional podem transformar o teste de toxicidade de um sistema baseado em testes com animais em um baseado principalmente em métodos in vitro que avaliam mudanças em processos biológicos usando células, linhas celulares, ou componentes celulares, de preferência de origem humana. " [30] Em 2014, essa visão ainda não se concretizou. [24] [31]

    A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos estudou 1.065 substâncias químicas e medicamentosas em seu programa ToxCast (parte do CompTox Chemicals Dashboard) usando em sílica modelagem e um ensaio baseado em células-tronco pluripotentes humanas para prever na Vivo intoxicantes de desenvolvimento com base em alterações no metabolismo celular após exposição a produtos químicos. As principais descobertas da análise deste conjunto de dados ToxCast_STM publicado em 2020 incluem: (1) 19% de 1065 produtos químicos produziram uma previsão de toxicidade no desenvolvimento, (2) o desempenho do ensaio atingiu 79% -82% de precisão com alta especificidade (& gt 84%), mas sensibilidade modesta (& lt 67%) quando comparada com na Vivo modelos animais de toxicidade do desenvolvimento pré-natal humano, (3) a sensibilidade melhorou à medida que pesos mais rigorosos dos requisitos de evidência foram aplicados aos estudos em animais e (4) a análise estatística dos resultados químicos mais potentes em alvos bioquímicos específicos em ToxCast revelou associações positivas e negativas com a resposta STM, fornecendo insights sobre os fundamentos mecanicistas do endpoint alvo e seu domínio biológico. [32]

    Em alguns casos, mudanças nos estudos em animais foram exigidas por lei ou regulamento, a União Europeia (UE) proibiu o uso de testes em animais para cosméticos em 2013. [33]

    A maioria dos produtos químicos exibe uma curva de resposta à dose clássica - em uma dose baixa (abaixo de um limite), nenhum efeito é observado. [8]: 80 Alguns mostram um fenômeno conhecido como desafio suficiente - uma pequena exposição produz animais que "crescem mais rapidamente, têm melhor aparência geral e qualidade de pelagem, têm menos tumores e vivem mais que os animais de controle". [34] Alguns produtos químicos não têm um nível seguro de exposição bem definido. Estes são tratados com cuidado especial. Alguns produtos químicos estão sujeitos à bioacumulação, pois são armazenados em vez de serem excretados do corpo [8]: 85-90, esses também recebem consideração especial.

    Várias medidas são comumente usadas para descrever dosagens tóxicas de acordo com o grau de efeito em um organismo ou uma população, e algumas são definidas especificamente por várias leis ou uso organizacional. Esses incluem:

    • LD50 = Dose letal mediana, uma dose que matará 50% de uma população exposta
    • NOEL = Nível de efeito não observado, a dose mais alta conhecida por não mostrar nenhum efeito
    • NOAEL = Nível de efeito adverso sem observação, a dose mais alta conhecida por não mostrar efeitos adversos
    • PEL = Limite de exposição permissível, a concentração mais alta permitida pelos regulamentos da OSHA dos EUA
    • STEL = Limite de exposição de curto prazo, a maior concentração permitida por curtos períodos de tempo, em geral 15-30 minutos
    • TWA = Média ponderada no tempo, a quantidade média de concentração de um agente durante um período de tempo especificado, geralmente 8 horas.
    • TTC = Limiar de preocupação toxicológica foi estabelecido para os constituintes da fumaça do tabaco [35]

    A toxicologia médica é a disciplina que requer o status de médico (grau de MD ou DO mais formação em especialidade e experiência).

    A toxicologia clínica é a disciplina que pode ser praticada não apenas por médicos, mas também por outros profissionais de saúde com mestrado em toxicologia clínica: extensores médicos (assistentes médicos, enfermeiros), enfermeiras, farmacêuticos e profissionais de saúde afins.

    A toxicologia forense é a disciplina que faz uso da toxicologia e de outras disciplinas, como química analítica, farmacologia e química clínica, para auxiliar na investigação médica ou jurídica de morte, envenenamento e uso de drogas. A principal preocupação da toxicologia forense não é o resultado legal da investigação toxicológica ou a tecnologia utilizada, mas sim a obtenção e interpretação dos resultados. [36]

    A toxicologia computacional é uma disciplina que desenvolve modelos matemáticos e baseados em computador para melhor compreender e prever os efeitos adversos à saúde causados ​​por produtos químicos, como poluentes ambientais e produtos farmacêuticos. [37] Dentro do Toxicologia no Século 21 projeto, [38] [39] os melhores modelos preditivos foram identificados como Redes Neurais Profundas, Floresta Aleatória e Máquinas de Vetores de Suporte, que podem atingir o desempenho de experimentos in vitro. [40] [41] [42] [43]

    A toxicologia ocupacional é a aplicação da toxicologia aos perigos químicos no local de trabalho. [44]

    UMA toxicologista é um cientista ou pessoal médico especializado no estudo dos sintomas, mecanismos, tratamentos e detecção de venenos e toxinas, especialmente o envenenamento de pessoas.

    Edição de Requisitos

    Para trabalhar como toxicologista, deve-se obter um diploma em toxicologia ou um grau relacionado, como biologia, química, farmacologia ou bioquímica. [45] [ citação necessária Os programas de bacharelado em toxicologia cobrem a composição química das toxinas e seus efeitos na bioquímica, fisiologia e ecologia. Após a conclusão dos cursos introdutórios às ciências da vida, os alunos normalmente se matriculam em laboratórios e aplicam os princípios da toxicologia à pesquisa e outros estudos. Os alunos avançados se aprofundam em setores específicos, como a indústria farmacêutica ou a aplicação da lei, que aplicam métodos de toxicologia em seu trabalho. A Sociedade de Toxicologia (SOT) recomenda que alunos de graduação em escolas pós-secundárias que não oferecem um diploma de bacharel em toxicologia considerem obter um diploma em biologia ou química. Além disso, o SOT aconselha os aspirantes a toxicologistas a fazer cursos de estatística e matemática, bem como ganhar experiência de laboratório por meio de cursos de laboratório, projetos de pesquisa de alunos e estágios.

    Edição de deveres

    Os toxicologistas desempenham muitas funções diferentes, incluindo pesquisa nos campos acadêmico, sem fins lucrativos e industrial, avaliação de segurança de produtos, consultoria, serviço público e regulamentação legal. Para pesquisar e avaliar os efeitos dos produtos químicos, os toxicologistas realizam estudos e experimentos cuidadosamente planejados. Esses experimentos ajudam a identificar a quantidade específica de um produto químico que pode causar danos e riscos potenciais de estar perto ou de usar produtos que contenham determinados produtos químicos. Os projetos de pesquisa podem variar desde a avaliação dos efeitos de poluentes tóxicos no meio ambiente até a avaliação de como o sistema imunológico humano responde aos compostos químicos das drogas farmacêuticas. Embora os deveres básicos dos toxicologistas sejam determinar os efeitos dos produtos químicos nos organismos e em seus arredores, os deveres específicos do trabalho podem variar de acordo com a indústria e o emprego. Por exemplo, os toxicologistas forenses podem procurar substâncias tóxicas na cena do crime, enquanto os toxicologistas aquáticos podem analisar o nível de toxicidade dos corpos d'água.


    BIOQUÍMICA E BIOLOGIA CELULAR

    Bioquímica é o estudo de moléculas e processos químicos em organismos vivos, enquanto Biologia Celular se preocupa com a estrutura e fisiologia das células, seus componentes e interações com o meio ambiente. Os dois campos são combinados em um programa de graduação abrangente, que lhe dará uma ampla compreensão dos mecanismos moleculares e celulares que formam a base da vida, incluindo os princípios de herança e expressão gênica. Isso permite que os graduados do BCCB abordem em suas carreiras problemas importantes na sociedade atual, seja por meio de pesquisa básica ou aplicada, por exemplo, nas áreas de biomedicina, biotecnologia ou biologia molecular. Para isso, o programa BCCB na Universidade Jacobs oferece não apenas a base teórica, mas também um treinamento prático substancial. Além disso, os alunos estão envolvidos em pesquisas práticas durante seus estudos.

    O programa é regularmente bem classificado no CHE Rankings e U-Multirank.

    A graduação em Bioquímica e Biologia Celular abre portas em empresas internacionais nas indústrias farmacêutica, bioquímica e biomédica. Você pode trabalhar como toxicologista, cientista forense ou consultor no setor público e como conferencista ou professor universitário.
    Consulte Mais informação.

    última semana de agosto (semana de orientação), primeira semana de setembro (aulas)

    € 20.000 por ano letivo
    + € 8.000 despesas de vida

    Todos os candidatos são considerados para bolsas de estudo por mérito de até € 15.000 por ano.
    Os estudantes da UE têm direito a uma bolsa de estudos mínima garantida de € 4.000.

    1 ° de junho (global) e 20 de julho (para candidatos que não precisam de visto)

    Opções de financiamento:

    Cada candidato admitido receberá um pacote financeiro individual.

    O programa de graduação de três anos envolve seis semestres de estudo com um total de 180 pontos de crédito ECTS (CP). A estrutura curricular segue um esquema de modularização inovador e centrado no aluno - o Modelo 3C - que agrupa o conteúdo disciplinar dos três anos de estudo de acordo com temas abrangentes:

    Ano 1

    O primeiro ano de estudo é caracterizado por uma ampla oferta de educação disciplinar que amplia e amplia a qualificação de entrada dos alunos. Os alunos do BCCB selecionam módulos introdutórios com um total de 45 CP da área de ESCOLHA de uma variedade de programas de estudo, dos quais 30 CP serão de seus principais pretendidos.

    Os alunos ainda podem mudar para outra área de especialização no início do segundo ano de estudos, se tiverem feito os módulos correspondentes do programa de estudos no primeiro ano de estudos.

    Os alunos de Bioquímica e Biologia Celular fazem os seguintes Módulos CHOICE específicos da disciplina em seu primeiro ano de estudo:

    • Módulo ESCOLHA: Bioquímica Geral (7,5 CP)
    • Módulo ESCOLHA: Química Geral e Inorgânica (7.5 CP)
    • Módulo ESCOLHA: Biologia Celular Geral (7,5 CP)
    • Módulo ESCOLHA: Química Orgânica Geral (7,5 CP)

    Os módulos do BCCB major são planejados para consistir em aulas integradas e componentes de módulo de curso de laboratório. O Módulo de Bioquímica Geral explicará como aplicar e analisar os conceitos básicos de bioquímica, enquanto o Módulo de Biologia Celular Geral apresenta aos alunos as células que são as unidades funcionais mínimas da vida. Ambos os módulos específicos do BCCB encontram seus fundamentos essenciais e complementação nos Módulos de Química Geral e Inorgânica e Química Orgânica Geral, nos quais os princípios básicos de reações químicas e moléculas orgânicas são transmitidos. Assim, a composição macromolecular das células, os princípios gerais dos processos celulares e bioquímicos, bem como os códigos da biologia molecular fornecidos pelo genoma, o transcriptoma e o proteoma estarão no foco dos componentes complementares dos módulos BCCB em geral. Paralelamente, serão introduzidas alterações fisiológicas e patológicas que acarretam doenças. As experiências em laboratório incluirão documentação, descrição e discussão de dados experimentais, enquanto a conscientização e o cumprimento das regras e regulamentos de segurança são explicados e treinados.

    Ano 2

    Em seu segundo ano, os alunos fazem módulos com um total de 45 CP de módulos CORE em profundidade, disciplinas específicas. Esses módulos têm como objetivo estender a compreensão crítica dos alunos das principais teorias, princípios e métodos em sua especialização no estado atual de conhecimento e melhores práticas.

    Os alunos do BCCB fazem os seguintes módulos CORE:

    • Módulo CORE: Bioquímica Avançada I (5 CP)
    • Módulo CORE: Bioquímica Avançada II (5 CP)
    • Módulo CORE: Laboratório de Bioquímica Avançada (5 CP)
    • Módulo CORE: Biologia Celular Avançada I (5 CP)
    • Módulo CORE: Biologia Celular Avançada II (5 CP)
    • Módulo CORE: Laboratório de Biologia Celular Avançada (5 CP)
    • Módulo CORE: Microbiologia (5 CP)

    Os módulos CORE obrigatórios do programa BCCB baseiam-se nos módulos BCCB CHOICE e são pensados ​​para aprofundar o conhecimento em cada um dos dois campos principais desta especialidade: bioquímica e biologia celular. Para qualquer um dos campos, os módulos CORE abrangem duas aulas teóricas e um curso de laboratório. Para dar conta da riqueza de informações e do rápido desenvolvimento na aquisição de conhecimento, bem como dos avanços metodológicos nesses campos científicos em rápido crescimento, os módulos são escalonados do terceiro ao quarto semestre. Os módulos "Advanced Biochemistry I / II" cobrem a produção de energia por organismos vivos, síntese e degradação de biomoléculas e princípios do metabolismo. Além disso, eles abordam como a informação genética é regulada, controlada e expressa em células pró e eucarióticas, e como o reparo do DNA é realizado em um nível avançado. Os módulos "Advanced Cell Biology I / II" fornecem uma visão aprofundada sobre a complexidade dos sistemas celulares, a regulação dos principais processos celulares e sua integração na formação de tecidos e organização do organismo, incluindo mecanismos reguladores que permitem o desenvolvimento inicial coordenado em organismos modelo. Esses módulos também abordarão os princípios da genética e da evolução e discutirão as consequências das alterações na perda da homeostase ou estresse, abordando assim as implicações biomédicas que levam à doença.

    Nos módulos laboratoriais, os alunos realizarão experiências para elucidar a relação entre estrutura, propriedades bioquímicas e atividade das biomoléculas, tanto in vitro como em contexto celular. Por exemplo, proteínas marcadas pela proteína fluorescente verde (GFP) serão expressas e caracterizadas bioquimicamente no módulo do Laboratório de Bioquímica Avançada, enquanto o tráfego de proteínas e o funcionamento em diferentes compartimentos celulares serão analisados ​​usando proteínas marcadas com GFP em combinação com diferentes sinais de direcionamento no Módulo Laboratório de Biologia Celular Avançada. Os métodos variam de técnicas padrão, como cromatografia, eletroforese em gel, espectrofotometria, até engenharia genética de vetores de plasmídeo, manipulação genética de células e microscopia de varredura a laser avançada. A documentação, análise e discussão dos resultados serão realizadas por meio de relatórios de laboratório em estilo de publicação.

    Os alunos decidem complementar seus estudos fazendo os módulos CORE eletivos obrigatórios específicos da disciplina (10 CP):

    Ou substitua esses módulos por módulos CORE de uma segunda área de estudos de acordo com o interesse com o objetivo de perseguir um menor.

    No "Laboratório de Microbiologia", os alunos identificarão bactérias ambientais por meio de análises bioquímicas e sequenciais. O módulo de aula "Infecção e imunidade" explora a biologia microbiana e a patogenicidade, bem como as interações patógeno-hospedeiro à luz do sistema imunológico humano como um mecanismo de defesa eficiente.

    Ano 3

    Durante o terceiro ano, os alunos se preparam e tomam decisões para sua carreira após a formatura. Para explorar as opções disponíveis que se ajustam aos interesses individuais e para ganhar experiência profissional, os alunos fazem um estágio de verão obrigatório.

    O 5º semestre abre também uma janela de mobilidade para opções de estudo no exterior. Por fim, o 6º semestre é dedicado a fomentar a experiência de investigação dos alunos, envolvendo-os num módulo alargado de tese de licenciatura e seminário, que visa a geração de dados com qualidade de publicação.

    Os alunos do BCCB fazem módulos de especialização avançada específicos ou relacionados com o major para consolidar seus conhecimentos no estado atual da pesquisa em áreas de sua escolha.

    Os alunos do BCCB podem escolher quatro dos seguintes Módulos de Especialização:

    • Especialização: Design de Estratégia Experimental (5 CP)
    • Especialização: Bioquímica de RNA (5 CP)
    • Especialização: Biomedicina (5 CP)
    • Especialização: Tópicos Atuais em Ciências da Vida Molecular (5 CP)
    • Especialização: Engenharia Microbiana (5 CP)

    Os módulos de especialização no programa BCCB objetivam discussões críticas e avaliações dos avanços atuais em diferentes campos de pesquisa das ciências da vida molecular para desvendar e aplicar a complexidade fascinante dos sistemas biológicos nas ciências básicas e aplicadas. Embora a partir de perspectivas diferentes, os Módulos de Especialização BCCB abordarão os desafios científicos no século 21 e como os cientistas os enfrentam. Os conteúdos do módulo permitirão aos alunos formular hipóteses, desenvolver uma estratégia para abordar qualquer questão de pesquisa experimentalmente, prever possíveis resultados experimentais e como os experimentos devem ser controlados, a fim de finalmente tirar uma conclusão a partir de seus próprios dados ou dos resultados de outros. Neste contexto, serão discutidos os marcos regulatórios que regem as atividades no campo das biociências e delineados os princípios para a criação e realização de projetos de pesquisa nas áreas de rápido progresso das ciências da vida. O conteúdo do módulo levará em consideração o contexto social em um mundo com crescente diversidade cultural e socioeconômica, por exemplo, deduzindo criticamente os desafios de hoje na concepção de projetos de pesquisa nas ciências básicas e também visando a tradução para as clínicas.

    Em "Tópicos Atuais", os alunos irão analisar artigos científicos recentes em um formato de seminário, onde os alunos apresentam os fundamentos dos autores e projeto experimental e debatem os resultados experimentais por meio de discussões em sala de aula. Hypothesis-driven research is the central element in "Experimental Strategy Design", where students will expand their methodological knowledge through literature analysis, assessing the benefits and limitations of state-of-the art-techniques, which will enable them to eventually design their own research strategy to answer a given scientific question. The module "RNA Biology" will comprehensively address the structural and functional versatility of this biopolymer, ranging from the discrimination of different RNA types to methodological advances in next generation sequencing and genome editing by CRISPR/Cas. The "Biomedicine" module will analyze how biological processes can go wrong in disease, which molecular regulators are targeted in designing therapeutic approaches and new treatment options and how diagnostic tools can be developed.

    Industrial applications will be addressed in the CBT Specializations "Microbial Engineering" and "Chemical and Pharmaceutical Technology". For a detailed description of the CBT Specialization modules, please refer to the handbook of the Chemistry and Biotechnology Study program. Please note that these CBT Specialization modules might have specific pre-requisites.

    Internship / Start-up and Career Skills Module

    Jacobs Track

    The Jacobs Track, an important feature of Jacobs University’s educational concept, runs parallel to the disciplinary modules across all study years and is an integral part of the study program. It reflects a university-wide commitment to an in-depth training in scientific methods, fosters an interdisciplinary approach, raises awareness of global challenges and societal responsibility, enhances employability, and equips students with extra skills desirable in the general field of study. Additionally, it integrates (German) language and culture modules.

    Methods and Skills modules
    Methods and skills such as mathematics, statistics, programming, data handling, presentation skills, academic writing, and scientific and experimental skills are offered to all students as part of modules within the Methods and Skills area. Students are required to take 20 CP in the Methods/Skills area.

    BCCB students take the following Methods modules:

    • Methods Module: Mathematical Concepts for the Sciences (5CP, Semester 1)
    • Methods Module: Physics for the Natural Sciences (5 CP, Semester 2)
    • Methods Module: Plant Metabolites and Natural Products (5CP, Semester 4)

    And can choose among the following ones:

    • Methods Module: Programming in Python (5 CP, Semester 3)
    • Methods Module: Analytical Methods (5 CP, Semester 3)

    Big Questions modules
    The modules of the Big Questions area intend to broaden the students’ horizon with applied problem solving between and beyond the disciplines. The offerings comprise problem-solving oriented modules that tackle global challenges from the perspectives of different disciplinary backgrounds and that allow, in particular, a reflection of the acquired disciplinary knowledge in economic, societal, technological, and/or ecological contexts.

    BCCB students select 2-4 modules (10 CP) from a broad portfolio of Big Questions modules.

    Community Impact Project
    In their 5th semester, students are required to take a 5 CP Community Impact Project (CIP) module. Students engage in on-campus or off-campus activities that challenge their social responsibility, i.e., they typically work on major-related projects that make a difference in the community life on campus, in its neighborhood, in Bremen, or on a cross-regional level.

    Language modules
    Jacobs University supports its students in acquiring and improving these skills by offering a variety of language modules at all proficiency levels. Emphasis is put on fostering German language skills of international students as they are an important prerequisite for non-native speaking students to learn about, explore, and eventually integrate into their host country and its professional environment.
    All students take four language courses in the first and second year.

    Schematic Study Plan

    The curriculum of the study program is outlined in the schematic study plan:


    Bachelors of Science / Laws (Honours)

    With this dual program, you'll develop the skills and knowledge to make a difference in today's science and technology driven economy, and prepare yourself for jobs of the future with a sound understanding of the fundamentals of the law.

    Under this dual program, you'll develop highly sought after technical expertise, combining the study of your chosen science discipline with a practical grounding in legal theory.

    As a Bachelor of Science student, you'll be able to make flexible choices from a broad set of courses that will give you the foundation to focus on a specialised major by your third year. You'll get to choose from an array of disciplines across all contemporary fields of scientific endeavour.

    The Bachelor of Laws (Honours) is designed to develop your high-level understanding of the law, along with personal and professional skills you can transfer across a wide range of careers. You'll be taught in small group settings and seminar-style learning spaces, specifically refurbished for law students.

    The laws program includes a core of prescribed courses and a range of electives. Compulsory areas include contracts, torts, criminal law, equity and property.

    When you graduate, you'll have an internationally respected honours qualification in laws, and advanced knowledge and skills in your chosen science discipline – setting you apart in a competitive job market while also providing a pathway to future research or learning.


    Cell Line Development Components

    Expression Vector

    Expression vectors are important tools in the production of proteins.

    Host Cell Line

    Well-established cell line optimized for large scale production.

    Protein Expression Platform

    The Sartorius CHO Platform brings together cell line development, fully optimized cell culture media, cell banking, and product characterization.

    Media & Process

    Benefit from our skilled team of experts to ensure your upstream process and media provide the optimal titer and product quality you need.


    Electron Microscopy of Model Systems

    Michael W. Hess , . Thomas Seppi , in Methods in Cell Biology , 2010

    Resumo

    Cell culture systems are indispensable tools for basic research and a wide range of clinical in vitro studies. However, conventional 2D cell cultures poorly mimic the conditions in the living organism. This limitation may seriously compromise the reliability and significance of data obtained from such approaches. Therefore, we present here a comparative study on selected 3D and 2D cell cultures of U87-MG human glioblastoma cells that were processed by means of high-pressure freezing and freeze-substitution as well as by conventional chemical fixation and Tokuyasu cryo-section immuno-labeling. Three-dimensional cultures comprised pseudo-vascularized cultures, fiber and bead scaffold cultures, and spheroid cultures. Cell cultures in dishes and on coverslips were the static 2D culture systems used as reference models. We will discuss morphological and immuno-cytochemical observations with respect to the feasibility of the cell culture systems investigated for the state-of-the-art electron microscopy.


    1. Introduction

    Nowadays, besides the basic role of nutrition consisting in the supply of necessary nutrients for growth and development of the organism, some additional aspects are becoming increasingly important, including the maintenance of health and counteracting diseases. In the world of highly processed food, particular attention is drawn to the composition and safety of consumed products. The quality of food is very important because of, i.e., the problem of food poisoning, obesity, allergy, cardiovascular diseases, and cancer—the plague of the 21st century. Scientific reports point to the health benefits of using probiotics and prebiotics in human nutrition. The word “probiotic” comes from Greek, and it means 𠇏or life”. Most probably, it was Ferdinand Vergin who invented the term “probiotic” in 1954, in his article entitled 𠇊nti-und Probiotika” comparing the harmful effects of antibiotics and other antibacterial agents on the intestinal microbiota with the beneficial effects (“probiotika”) of some useful bacteria [1]. Some time after that, in 1965, Lilly and Stillwell described probiotics as microorganisms stimulating the growth of other microorganisms [2]. The definition of probiotics has been modified and changed many times. To emphasise their microbial origin, Fuller (1989) stated that probiotics must be viable microorganisms and must exert a beneficial effect on their host [3]. On the other hand, Guarner and Schaafsma (1998) indicated the necessary use of an appropriate dose of probiotic organisms required to achieve the expected effect [4]. The current definition, formulated in 2002 by FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) and WHO (World Health Organization) working group experts, states that probiotics are “live strains of strictly selected microorganisms which, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host” [5]. The definition was maintained by the International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) in 2013 [6].

    Results of clinical studies confirm the positive effect of probiotics on gastrointestinal diseases (e.g., irritable bowel syndrome, gastrointestinal disorders, elimination of Helicobacter, inflammatory bowel disease, diarrhoeas) and allergic diseases (e.g., atopic dermatitis). Many clinical studies have proven the effectiveness of probiotics for treatment of diseases such as obesity, insulin resistance syndrome, type 2 diabetes, and non-alcoholic fatty liver disease. Furthermore, the positive effects of probiotics on human health have been demonstrated by increasing the body’s immunity (immunomodulation). Scientific reports also show the benefits of the prophylactic use of probiotics in different types of cancer and side effects associated with cancer. Many clinical studies have proven the effectiveness of probiotics, and recommended doses of probiotics are those that have been used in a particular case. Keep in mind that how probiotics work may depend on the strain, dose, and components used to produce a given probiotic product.

    In 1995, prebiotics were defined by Gibson and Roberfroid as non-digested food components that, through the stimulation of growth and/or activity of a single type or a limited amount of microorganisms residing in the gastrointestinal tract, improve the health condition of a host [7]. In 2004, the definition was updated and prebiotics were defined as selectively fermented components allowing specific changes in the composition and/or activity of microorganisms in the gastrointestinal tract, beneficial for host’s health and wellbeing [8]. Finally, in 2007, FAO/WHO experts described prebiotics as a nonviable food component that confers a health benefit on the host associated with modulation of the microbiota [9].

    Prebiotics may be used as an alternative to probiotics or as an additional support for them. However different prebiotics will stimulate the growth of different indigenous gut bacteria. Prebiotics have enormous potential for modifying the gut microbiota, but these modifications occur at the level of individual strains and species and are not easily predicted a priori. There are many reports on the beneficial effects of prebiotics on human health.

    High potential is attributed to the simultaneous use of probiotics and prebiotics. In 1995, Gibson and Roberfroid introduced the term “synbiotic” to describe a combination of synergistically acting probiotics and prebiotics [7]. A selected component introduced to the gastrointestinal tract should selectively stimulate growth and/or activate the metabolism of a physiological intestinal microbiota, thus conferring beneficial effect to the host’s health [10]. As the word “synbiotic” implies synergy, the term should be reserved for those products in which a prebiotic component selectively favours a probiotic microorganism [11]. The principal purpose of that type of combination is the improvement of survival of probiotic microorganisms in the gastrointestinal tract.

    Synbiotics have both probiotic and prebiotic properties and were created in order to overcome some possible difficulties in the survival of probiotics in the gastrointestinal tract [12]. Therefore, an appropriate combination of both components in a single product should ensure a superior effect, compared to the activity of the probiotic or prebiotic alone [13,14].

    The aim of the review was to discuss the mechanisms of action of probiotics, prebiotics, and synbiotics, as well as the current insight into their effect on human health. The selection of probiotic strains, prebiotics, and their respective dosages is crucial in obtaining a therapeutic effect, so separate sections are dedicated to this topic. Further research into the acquisition of new probiotic strains, the selection of probiotics and prebiotics for synbiotics, dose setting, safety of use, and clinical trials documenting the desired health effects is necessary. Effects should be confirmed in properly scheduled clinical trials conducted by independent research centres.


    Hardware

    During the course practicals we aim to broadcast the microscope software having many graphical elements. Therefore following minimum hardware setup is recommended:

    • Minimum screen resolution – Full HD (1920×1080)
    • Use external screens. Bigger screens (>22 inch) are beneficial.
    • Please use two screens if possible. We will provide recommendations to participants how to set up VC software on two screens.
    • Headsets will improve audio quality and voice clarity.


    Assista o vídeo: Hardware - Tipos de Memórias (Agosto 2022).