Karsten Weis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

Name	Herr Prof. Dr. Karsten Weis
Lehrgebiet	Zelluläre Dynamik
Adresse	Institut für Biochemie ETH Zürich, HPM E 6 Otto-Stern-Weg 3 8093 Zürich SWITZERLAND
Telefon	+41 44 632 30 08
E-Mail	karsten.weis@bc.biol.ethz.ch
Departement	Biologie
Beziehung	Ordentlicher Professor

Nummer	Titel	ECTS	Umfang	Dozierende
551-0126-00L	Grundlagen der Biologie II: Zellen	6 KP	5G	K. Weis, F. Allain, Y. Barral, W.‑D. Hardt, U. Kutay, M. Peter, I. Zemp
Kurzbeschreibung	Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in die Funktion und Regulation von Zellen.
Lernziel	Einführung in die Funktion und Regulation von Zellen
Inhalt	Die Lehrveranstaltung vermittelt ein grundlegendes Verständnis von der Struktur, Organisation, Funktion und Regulation der Zelle. Die Vorlesung ist in zwei Hauptteile gegliedert: Teil 1: Zellbiologie der Prokaryonten, Evolution, Populationen Dieser Abschnitt erläutert die generellen Prinzipien des Aufbaus und der Regulation von prokaryontischen Zellen, und erklärt die Genetik und Evolution von Bakterien. Teil II: Vereinheitlichende Konzepte in Eukarya Dieser Vorlesungsteil gibt eine breite Einführung in die generelle Struktur von eukaryontischer Zellen, und vermittelt wichtige Konzepte, die den intrazelluläre Aufbau und Transport und der Regulation der Genexpression in Eukaryonten betreffen.
Skript	Die neu konzipierte Vorlesung wird durch Skripte unterstützt.
Literatur	Die Vorlesung wird durch Skripte unterstützt. Ausserdem kann das Lehrbuch "Molecular Biology of the Cell", Alberts et al. 6th edition, Taylor und Francis, und "Brock Biology of Microorganisms", Madigan et al. 15th edition, Pearson, als Unterstützung für den Vortrag verwendet werden. "
551-0339-00L	Molecular Mechanisms of Cell Dynamics Number of participants limited to 18. The enrolment is done by the D-BIOL study administration. General safety regulations for all block courses: -Whenever possible the distance rules have to be respected -All students have to wear masks throughout the course. Please keep reserve masks ready. Surgical masks (IIR) or medical grade masks (FFP2) without a valve are permitted. Community masks (fabric masks) are not allowed. -The installation and activation of the Swiss Covid-App is highly encouraged -Any additional rules for individual courses have to be respected -Students showing any COVID-19 symptoms are not allowed to enter ETH buildings and have to inform the course responsible	6 KP	7P	E. Dultz, Y. Barral, U. Kutay, M. Peter, K. Weis
Kurzbeschreibung	Application of current experimental strategies to study the dynamics of complex and highly regulated cellular processes.
Lernziel	In this course, students will - learn what principles govern cellular dynamics and how these are regulated. - learn to evaluate and to apply current strategies to study the dynamics of complex and highly regulated cellular processes
Inhalt	During this Block-Course, the students will learn to (1) describe the important mechanisms and regulators of dynamic processes in cells, (2) perform experimental techniques to quantify dynamic cellular processes, (3) evaluate and compare experimental strategies and model systems, (4) formulate and present scientific concepts in an oral presentation. Topics discussed will include - mobility in the cell (passive and active) - compartmentalization (by membranes and via phase separation) - examples of cell biological processes dependent on mobility and compartmentalization. Students will work in small groups in individual labs on one research project (8 full days of practical work; every group of students will stay in the same lab during the entire course). The projects are close to the actual research carried out in the participating research groups, but with a clear connection to the subject of the course.
Literatur	Documentation and recommended literature (review articles and selected primary literature) will be provided during the course.
Voraussetzungen / Besonderes	This course will be taught in english.
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. 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.
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.