Prof. Dr. Antje Krause Prof. Dr. Antje Krause

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1 Bioinformatiki ik an der FH Bingen Prof. Dr. Antje Krause FH Bingen 1

2 Was ist Bioinformatik? interdisziplinäres Fach Nutzung von Methoden der Informatik (und der Mathematik) zur Analyse molekularbiologischer, genetischer, biochemischer und medizinischer Daten Fordert und fördert die enge Zusammenarbeit der beteiligten Disziplinen Arbeitsplätze in Hochschulen, Forschungsinstituten, Kliniken, ik Laboren, Ämtern, Pharma-, Software-, Hardware- und Biotechnologiefirmen... 3

3 Diplomarbeiten Heidelberg Mainz Berlin / Frankfurt Martinsried bei München Heidelberg / Hinxton (UK) Bonn Penzberg bei München 4

4 Womit beschäftigt sich die Bioinformatik? Entwicklung und Nutzung von Algorithmen und Software Datenhaltung, Entwurf von Datenbanken Nutzung von Hardware Simulation, Vorhersage Visualisierung Statistische Bewertung Sequenzanalyse Biologische Datenbanken Vergleichende Genomik Strukturanalyse Analyse von Microarrays... Metabolische und regulatorische Netzwerke... 5 Bioinform matics) (image from UN NC-CH Ce enter for

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6 Daten Information Wissen Funktion? Krankheiten? Regulation? Entwicklung? Zelluläre Lokalisation? Evolution? Struktur? Interaktionen? Gewebe? 7 David S. Goodsell 1999

7 Ergebnisse des Humangenomprojektes besteht aus ca. 3 Mrd Basen (in beide Richtungen lesbar, nur 4 verschiedene Buchstaben/Basen!) enthält ca Gene diese können jedoch mindestens Genprodukte erzeugen Durchschnittliche Länge eines Gens: 3000 Basen Längstes Gen: 2,4 Mio Basen (Titin im Herzmuskel) Von nur 50% der Gene ist die Funktion bekannt Über 40% der Gene findet man auch in der Fruchtfliege oder im Fadenwurm Nur ca. 2% des Genoms sind Gene, über den Rest weiß man noch sehr wenig! 8

8 Whole Genome Shotgun Sequencing ( Schrotschuss-Methode ) h th Erbgut im Reagenzglas in kleine Schnipsel zerschneiden Sequenzierautomat Schnipsel sequen- zieren (Fragmente, Basen= Buchstaben) Fragmente im Computer zu Text zusammensetzen 9

9 11

10 Alzheimer-Gen auf Chromosom 21 12

11 Vergleich von Mensch und Maus 13

12 Wie sieht das nächste Grippevirus aus? Rekonstruktion von Verwandtschaften und evolutionären Ereignissen auch mit Blick in die Zukunft! A.H. Reid and J.K. Taubenberger, The origin of the 1918 pandemic influenza virus: a continuing enigma, Journal of General Virology,

13 Visualisierung von Proteinstrukturen t Molekül im Reagenzglas g Kristallisation Biochemie i Molekül als Kristall Biologie Strukturbestimmung Biophysik ik Bioinformatik Bild am Computer Visualisierung Proteinstruktur im Computer 17

14 Protein-Protein-Interaktionen R. J. Ellis, Macromolecular crowding: obvious but underappreciated, TiBS, 2001 H. Jeong, S. P. Mason, A.-L. Barabási, Z. N. Oltvai, Lethality and centrality in protein networks, Nature,

15 Qualitative und quantitative Auf- klärung von Stoffwechselvorgängen

16 Diagnostik Microarrayexperiment Gene Messen von Unterschieden zwischen gesundem und krankem Gewebe vor und nach einer Behandlung zwischen verschiedenen Formen einer Krankheit zwischen verschiedenen Stadien einer Krankheit... Experimente Biostatistik 20

17 Bildverarbeitung Detektion von Signalen: Farbintensitäten Umrissen Objektzahlen... h /h /b /h / / 21

18 Datenorganisation 22

19 23

20 Bachelor-Studiengang (B.Sc.) Bioinformatik an der FH Bingen 24

21 Geschichte der FH Bingen 1897: Gründung Rheinisches Technikum Maschinenbau und Elektrotechnik 1937: Ingenieurschule 1971: Fachhochschule RLP 1987: Fertigstellung Neubau 1996: FH Bingen 2006: Bachelor/Master 25

22 FH Bingen 2008 Personal: 65 Professoren 80 Mitarbeiter Studierende: d 2315 Studierende d 25 % weiblich 12 % Ausländer 26

23 FH Bingen 2008 Fachbereich 1 Bachelor: Agrarwirtschaft Biotechnik Umweltschutz Prozeßtechnik Energie- und Prozess-T. Master: Energie-, Gebäude- Umweltmanagement Landwirtschaft und Umwelt Bioinformatik Fachbereich 2 Bachelor: Elektrotechnik Informatik Maschinenbau Wirtschaftsingenieur Master: Elektrotechnik Informationssysteme steme Mechatronik- und Automobilsysteme 27

24 Studium heute Master 3/4 Semester 120 / 90 ECTS Gestufte Studienabschlüsse Gesamt 10 Semester Modularisiert Internationale Anerkennung Mobilität durch Bachelor 6/7 Semester 180 / 210 ECTS (30 ECTS/Semester) Leistungspunktesystem 28

25 ECTS European Credit Transfer System basiert auf Bologna Erklärung oder Bologna Prozess 1999 in Bologna beschlossen mittlerweile 46 europäische Staaten beteiligt einheitliche Bachelor-/Master-Studienabschlüsse erlaubt einfacheren Austausch von Studienleistungen zwischen Hochschulen in ganz Europa Bachelor ECTS-Punkte (je nach Hochschule) Master ECTS-Punkte (je nach Hochschule) 29

26 ECTS European Credit Transfer System typischerweise (auch an der FH Bingen): Bachelor 180 ECTS in 6 Semestern (d.h. 30 ECTS / Semester) Master 120 ECTS in 4 Semestern 1 ECTS-Punkt entspricht einem Arbeitsaufwand von 1 1,5 h / Woche h / Woche Vollzeitjob! in Deutschland: Abschluss an FH und Uni gleichwertig! d.h. keine Unterscheidung in FH-Bachelor/Master und Uni- Bachelor/Master wissenschaftliche Karriere (d.h. Promotion) nach beidem möglich 31

27 Studienschema mit Abitur oder Fachhochschulreife Abitur Vorpraktikum 8 Wochen oder einschlägige Berufsausbildung Fachhochschulreife Semester Vorlesungen, Praktika, Projekte 6 Praxisphase u. Bachelorarbeit Berufsausbildung Bioinformatik (B.Sc.) (180 ECTS) 32

28 Studienplan Bioinformatik (B.Sc.)

29 Studienplan Informatik (B.Sc.)

30 Masterstudiengang Informationssyteme (M.Sc.) Informationssystem Komplexes, multifunktionelles System unterschiedlicher Hard- und Softwarekomponenten Beispiel: ERP-Systeme (SAP) Beispiel: Geo-Informationssysteme (Google Maps) Kompetenz Einsatz wissenschaftlicher Methoden und Konzepte Planung, Entwicklung, Management von Informationssystemen Konsekutiv Informatik(B.Sc.) Bioinformatik i (B.Sc.) 51

31 Warum FH? anwendungsorientiert berufsbezogen wissenschaftlich fundiert kleine Gruppen persönliche Betreuung praxisnah Breite, in ausgewählten Teilbereichen vertiefende Ausbildung in enger Zusammenarbeit mit Wirtschaft und Forschung 53

32 /bingen_am_rhein/index.html

33 Prof. Dr. Antje Krause Studiengang Bioinformatik Fachhochschule Bingen Berlinstr Bingen am Rhein Tel: 06721/ Haus 1, Raum