Jörn Piel: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2019

Name	Herr Prof. Dr. Jörn Piel
Lehrgebiet	Mikrobielle Interaktionen
Adresse	Institut für Mikrobiologie ETH Zürich, HCI G 431 Vladimir-Prelog-Weg 1-5/10 8093 Zürich SWITZERLAND
Telefon	+41 44 633 07 55
E-Mail	jpiel@micro.biol.ethz.ch
Departement	Biologie
Beziehung	Ordentlicher Professor

Nummer	Titel	ECTS	Umfang	Dozierende
551-0110-00L	Grundlagen der Biologie II: Mikrobiologie	2 KP	2V	J. Vorholt-Zambelli, W.‑D. Hardt, J. Piel
Kurzbeschreibung	Bakterielle Zellbiologie, molekulare Genetik, Genregulation, Wachstumsphysiologie, Metabolismus (Schwerpunkt Bacteria und Archaea), bakterielle Wirkstoffe, Mikrobielle Interaktionen
Lernziel	Grundprinzipien des Zellaufbaus, der Wachstumsphysiologie, des Energiemetabolismus, der Genexpression und Regulation. Diversität Bacteria und Archaea. Phylogenie und Evolution.
Inhalt	Bakterielle Zellbiologie, molekulare Genetik, Genregulation, Wachstumsphysiologie, Metabolismus (Schwerpunkt Bacteria und Archaea), bakterielle Wirkstoffe, Mikrobielle Interaktionen
Literatur	Brock, Biology of Microorganisms (Madigan, M.T. and Martinko, J.M., eds.), 14th ed., Pearson Prentice Hall, 2015
551-0314-00L	Microbiology (Part II)	3 KP	2V	W.‑D. Hardt, L. Eberl, H.‑M. Fischer, J. Piel, J. Vorholt-Zambelli
Kurzbeschreibung	Advanced lecture class providing a broad overview on bacterial cell structure, genetics, metabolism, symbiosis and pathogenesis.
Lernziel	This concept class will be based on common concepts and introduce to the enormous diversity among bacteria and archaea. It will cover the current research on bacterial cell structure, genetics, metabolism, symbiosis and pathogenesis.
Inhalt	Advanced class covering the state of the research in bacterial cell structure, genetics, metabolism, symbiosis and pathogenesis.
Skript	Updated handouts will be provided during the class.
Literatur	Current literature references will be provided during the lectures.
Voraussetzungen / Besonderes	English
551-1106-00L	Progress Reports in Microbiology and Immunology Students must sign up via secr.micro.biol.ethz.ch	0 KP	5S	J. Piel, M. Aebi, H.‑M. Fischer, W.‑D. Hardt, A. Oxenius, J. Vorholt-Zambelli
Kurzbeschreibung	Presentation and discussion of current research results in the field of Microbiology and Infection Immunology
Lernziel	Precise and transparent presentation of research findings in relation to the current literature, critical discussion of experimental data and their interpretation, development and presentation of future research aims
551-1109-00L	Seminars in Microbiology	0 KP	2K	M. Aebi, W.‑D. Hardt, M. Künzler, J. Piel, S. Sunagawa, J. Vorholt-Zambelli
Kurzbeschreibung	Seminars by invited speakers covering selected microbiology themes.
Lernziel	Discussion of selected microbiology themes presented by invited speakers.
551-1147-00L	Bioactive Natural Products from Bacteria Number of participants limited to 7. The enrolment is done by the D-BIOL study administration.	6 KP	7G	J. Piel
Kurzbeschreibung	Lab course. In small groups projects of relevance to current research questions in the field of bacterial natural product biosynthesis are addressed.
Lernziel	Introduction to relevant subjects of the secondary metabolism of bacteria. Training in practical work in a research laboratory. Scientific writing in form of a research report.
Inhalt	Research project on bacteria that produce bioactive natural products (e.g., Streptomycetes, Cyanobacteria, uncultivated bacteria). The techniques used will depend on the project, e.g. PCR, cloning, natural product analysis, precursor feeding studies, enzyme expression and analysis.
Skript	none.
Literatur	Will be provided for each of the projects at the beginning of the course.
551-1298-00L	Genetik, Genomik, Bioinformatik	4 KP	2V + 2U	E. Hafen, C. Beyer, B. Christen, U. K. Genick, J. Piel, R. Schlapbach, G. Schwank, S. Sunagawa, K. Weis, A. Wutz
Kurzbeschreibung	Die Lerneinheit vermittelt die Grundlagen der modernen Genetik, Genomik und Bioinformatik mit Schwergewicht auf deren Anwendungen zum Verständnis biologischer Prozesse in Bakterien, Modellorganismen und dem Menschen. Die Einheit basiert auf dem Prinzip des "blended learning" und besteht aus Selbststudium auf Moodle, Übungen und Input Lectures von Experten aus dem Departement Biologie.
Lernziel	Am Ende dieser Lerneinheit kennen Sie die wichtigsten genetischen Methoden in verschiedenen Organismen und können die häufigsten bioinformatischen Analysen mit Hilfe von Online-Services anwenden. Sie kennen die Vor- und Nachteile verschiedener Modellsysteme für die genetische Untersuchung von biologischen Prozessen. Sie wissen welche Mutagenesemethoden es gibt und was die jeweiligen Vor- und Nachteile sind. Sie kennen die Schwierigkeiten bei der Auswahl des Phänotyps für die Selektion in einem Mutageneseexperiment. Sie kennen die Unterschiede zwischen dem Einzelgen-Ansatz und genomweiten Assoziationsstudien. Schliesslich sind Sie in der Lage zu beschreiben, wie Sie einen bestimmten biologischen Prozess mit Hilfe von welchen genetischen bzw. genomischen Methoden in welchem Organismus untersuchen würden.
Inhalt	Die Erscheinung und die Funktion (Phänotyp) eines Organismus wird durch das Zusammenspiel von Genom (Genotyp) und Umwelt bestimmt. Es gilt: Genotyp + Umwelt = Phänotyp. Das Verstehen dieser Zusammenhänge bis hin zur Voraussage des Phänotyps aufgrund der Kenntnis des Genotyps und der Umweltfaktoren ist eine der zentralen Herausforderungen der modernen Biologie. In der Lerneinheit zu den Grundlagen der Biologie haben Sie den Aufbau und die Funktion des Genoms und dessen Vererbung gelernt. Ziel dieser Lerneinheit ist es nun, dass Sie lernen, wie genetische, genomische und bioinformatische Methoden angewendet werden, um biologische Prozesse - den Zusammenhang zwischen Genotyp und Phänotyp - zu verstehen. In den ersten beiden Wochen werden Sie die Grundlagen anhand von interaktiven Lerneinheiten auf Moodle auffrischen und vertiefen. Es folgt eine Einführung in die wichtigsten bioinformatischen Methoden. Sie lernen Genomsequenzen zu suchen, zu vergleichen und Stammbäume von Genen zu erstellen. Nachdem Sie über die nötigen Grundlagen verfügen, lernen Sie, wie man entweder mit dem gezielten Ausschalten einzelner Genfunktionen oder aber dem Einführen zufälliger Mutationen im Genom biologische Prozesse untersuchen kann. Sie werden verschiedene Modellsysteme (Bakterien, Hefe, Drosophila, Maus) und genetische Ansätze im Menschen kennenlernen. Herkömmliche genetische Methoden beruhen auf dem Ausschalten einzelner Gene und dem Beobachten des Effekts auf den Organismus (Phänotyp). Aufgrund des beobachteten Phänotyps schliesst man dann auf die normale Funktion des Gens. Dies ist eine starke Vereinfachung, denn Phänotypen basieren praktisch nie auf der Funktion eines einzelnen Gens auch wenn Umweltfaktoren konstant gehalten werden. Daher ist es wichtig, den Einfluss des gesamten Genoms im Zusammenspiel mit Umweltfaktoren auf einen Phänotyp - zum Beispiel die Entstehung einer Krankheit - zu verstehen. Die Methoden der Genomik erlauben erste Ansätze in dieser Richtung. Daher liegt der Schwerpunkt des zweiten Teils der Lerneinheit auf genomweiten Assoziationsstudien. Sie lernen, wie der Einfluss des gesamten Genoms auf einen Phänotyp erfasst werden kann und welche neuen Herausforderungen dies mit sich bringt. Wir betrachten diese Methoden in Modellorganismen und dem Menschen. Sie lernen wie sich das Genom von Krebszellen unter der Selektion des Überlebens dieser Zellen verändert und wie die Analyse der Krebsgenome neue Diagnosen und Therapien ermöglicht. In dieser Lerneinheit setzen wir auf Active Learning. Jede Woche besteht aus einer eigenständigen Lerneinheit mit klar definierten Lernzielen. In den ersten zwei Stunden erarbeiten Sie die Grundlagen anhand von Texten, Videos und Fragebogen auf der Moodle Plattform. In der 3. Stunde (jeweils dienstags) hält ein Experte auf diesem Gebiet (z.B. Genetische Untersuchungen in der Hefe) ein Input-Referat, welches auf dem von Ihnen Gelernten aufbaut. In der 4. Stunde werden Sie zusammen mit dem Referenten den Stoff der Woche und die Übungen diskutieren. Während der gesamten Lerneinheit stehen Ihnen Assistierende und Dozierende via Online-Forum auf Moodle zur Verfügung. Zu Beginn der Lerneinheit absolvieren Sie einen kurzen Multiple-Choice Test (formative Assessment) über den Stoff der Lerneinheit. Dieser Test ist nicht prüfungsrelevant, sondern dient der Überprüfung ihres Kenntnisstands auch im Vergleich zu den anderen Studierenden. Zum Schluss der Lerneinheit veranstalten wir einen ähnlichen Test. Damit können Sie und wir den Lerngewinn der Lerneinheit ermitteln und erhalten so einen quantitativen Feedback zur Lerneinheit. Die eigentliche Prüfung orientiert sich einerseits an den für die einzelnen Kapitel definierten Lernzielen und andererseits an den formative Assessment Tests.
Skript	Die Lerninhalte und die Folien der Input Lecture werden auf Moodle zusammengestellt. Dort finden Sie auch weiterführende Information (Artikel, Links, Videos) zum Thema. Sie können die Inhalte von Moodle ausdrucken.
Literatur	Alle Referenzen finden Sie auf Moodle. Um die neuesten Entwicklungen auf diesem Gebiet zu verfolgen, folgen Sie auf Twitter folgenden Experten: @dgmacarthur @EricTopol und/oder @ehafen
Voraussetzungen / Besonderes	Diese Lerneinheit baut auf der Bio IA Lerneinheit zu Genetik und Genomik auf und basiert auf Self-Learning Einheiten auf Moodle, einer Inputvorlesung durch Fachexperten aus dem D-BIOL und Übungen.