Jörn Piel: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2022

NameHerr Prof. Dr. Jörn Piel
LehrgebietMikrobielle 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-Mailjpiel@micro.biol.ethz.ch
DepartementBiologie
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
551-0110-00LGrundlagen der Biologie II: Mikrobiologie
Nur für:
- Biologie BSc (Studienreglement 2013) und
- Pharmazeutische Wissenschaften (Studienreglement 2013)
2 KP2VJ. Vorholt-Zambelli, W.‑D. Hardt, J. Piel
KurzbeschreibungBakterielle Zellbiologie, molekulare Genetik, Genregulation, Wachstumsphysiologie, Metabolismus (Schwerpunkt Bacteria und Archaea), bakterielle Wirkstoffe, Mikrobielle Interaktionen
LernzielGrundprinzipien des Zellaufbaus, der Wachstumsphysiologie, des Energiemetabolismus, der Genexpression und Regulation. Diversität Bacteria und Archaea. Phylogenie und Evolution.
InhaltBakterielle Zellbiologie, molekulare Genetik, Genregulation, Wachstumsphysiologie, Metabolismus (Schwerpunkt Bacteria und Archaea), bakterielle Wirkstoffe, Mikrobielle Interaktionen
LiteraturBrock, Biology of Microorganisms (Madigan, M.T. and Martinko, J.M., eds.), 14th ed., Pearson Prentice Hall, 2015
551-0314-00LMicrobiology (Part II)3 KP2VW.‑D. Hardt, L. Eberl, J. Piel, J. Vorholt-Zambelli
KurzbeschreibungAdvanced lecture class providing a broad overview on bacterial cell structure, genetics, metabolism, symbiosis and pathogenesis.
LernzielThis 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.
InhaltAdvanced class covering the state of the research in bacterial cell structure, genetics, metabolism, symbiosis and pathogenesis.
SkriptUpdated handouts will be provided during the class.
LiteraturCurrent literature references will be provided during the lectures.
Voraussetzungen / BesonderesEnglish
551-1103-00LMicrobial Biochemistry4 KP2VJ. Vorholt-Zambelli, J. Piel
KurzbeschreibungThe lecture course aims at providing an advanced understanding of the physiology and metabolism of microorganisms. Emphasis is on processes that are specific to bacteria and archaea and that contribute to the widespread occurrence of prokaryotes. Applied aspects of microbial biochemistry will be pointed out as well as research fields of current scientific interest.
LernzielThe lecture course aims at providing an advanced understanding of the physiology and metabolism of microorganisms.
InhaltImportant biochemical processes specific to bacteria and archaea will be presented that contribute to the widespread occurrence of prokaryotes. Applied aspects of microbial biochemistry will be pointed out as well as research fields of current scientific interest. Emphasis is on concepts of energy generation and assimilation.

List of topics:
Microbial Biochemistry and origin of life
Methanogenesis and methylotrophy
Anaerobic oxidation of methane
Microbial autotrophy
Complex: (Ligno-)Cellulose and in demand for bioenergy
Challenging: Aromatics and hydrocarbons
Living on a diet and the anaplerotic provocation
20 amino acids: the making of
Extending the genetic code
The 21st and 22nd amino acid
Some exotic biochemistry: nucleotides, cofactors
Ancient biochemistry? Iron-sulfur clusters, polymers
Secondary metabolites: playground of evolution
LiteraturWill be provided during the course.
551-1106-00LProgress Reports in Microbiology and Immunology
Students must sign up via secr.micro.biol.ethz.ch
0 KP5SJ. Piel, W.‑D. Hardt, A. Oxenius, J. Vorholt-Zambelli
KurzbeschreibungPresentation and discussion of current research results in the field of Microbiology and Infection Immunology
LernzielPrecise 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
551-1109-00LSeminars in Microbiology Information 0 KP2KW.‑D. Hardt, M. Künzler, J. Piel, S. Sunagawa, J. Vorholt-Zambelli
KurzbeschreibungSeminars by invited speakers covering selected microbiology themes.
LernzielDiscussion of selected microbiology themes presented by invited speakers.
551-1147-00LBioactive Natural Products from Bacteria Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Number of participants limited to 7.

The enrolment is done by the D-BIOL study administration.
6 KP7PJ. Piel
KurzbeschreibungLab course. In small groups projects of relevance to current research questions in the field of bacterial natural product biosynthesis are addressed.
LernzielIntroduction 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.
InhaltResearch 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.
Skriptnone.
LiteraturWill be provided for each of the projects at the beginning of the course.
551-1298-00LGenetik, Genomik, Bioinformatik
LE nur für:
- Biologie BSc (Studienreglement 2013)
4 KP2V + 2UU. K. Genick, J. Piel, R. Schlapbach, G. Schwank, S. Sunagawa, K. Weis, A. Wutz
KurzbeschreibungDie 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.
LernzielAm 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.
InhaltDie 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.

Der Kurs beginnt mit einer Auffrischung und Vertiefung Ihres Grundlagenwissen anhand von interaktiven Lerneinheiten auf Moodle. Es folgt eine Einführung in die wichtigsten Methoden der Bioinformatik und der genomischen Analyse.

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) und genetische Ansätze im Menschen kennenlernen.

Zum Abschluss dieses ersten Kursabschnitts werden Sie gemeinsam mit einer Gruppe Ihrer Mitstudierenden eine eigenen genetische Studie zu einem vorgegebenen Thema entwerfen.

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. Der Schwerpunkt des zweiten Teils der Lerneinheit liegt auf den sich rapide entwickelnden Methoden der Genomik. Sie lernen, wie in der Genomik 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.
SkriptDie 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.
LiteraturAlle 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 / BesonderesDiese 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.
551-1324-00LBiochemie5 KP4GK. Locher, N. Ban, R. Glockshuber, J. Piel, E. Weber-Ban
KurzbeschreibungDie Vorlesung vermittelt zentrale Reaktionen und Stoffwechselwege der Biochemie sowie Molekularbiologie mit Betonung der chemischen und z.T. biophysikalischen Aspekte.
LernzielVerständnis der wichtigsten an zellulärer Energiegewinnung und -Speicherung beteiligten Stoffwechselvorgänge sowie ausgewählter biosynthetischer Prozesse (inkl. Zucker, Fette, Steroide etc). Verständnis der molekularen Vorgänge bei Replikation, Transkription und Translation.
Voraussetzungen / BesonderesEinige Vorlesungseinheiten werden in englischer Sprache gehalten.