26.07.2013 Views

Projektkatalog - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk ...

Projektkatalog - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk ...

Projektkatalog - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Det Naturvidenskabelige Fakultet<br />

P r o j e k t k a t a l o g<br />

F o r å r 2 0 1 2<br />

N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t /<br />

F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

O p l e v v i d e n s k a b


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Indhold | Projektoplæg Alfabetisk<br />

Projekt 1. Aksiomssystemer i matematik ........................................................................................3<br />

Projekt 2. Alzheimers sygdom <strong>og</strong> amyloide fibriller: Protein der skader hjernen ..........................4<br />

Projekt 3. Angioødem, ACE-hæmmere <strong>og</strong> angiotensin II antagonister ..........................................5<br />

Projekt 4. Bakterier i luften .............................................................................................................6<br />

Projekt 5. Bakterier laver strøm .......................................................................................................7<br />

Projekt 6. Biol<strong>og</strong>ical Nano-Iron Storage .........................................................................................8<br />

Projekt 7. Catching the light ............................................................................................................9<br />

Projekt 8. Cellulær lokalisering af sygdomsrelaterede proteiner associeret med primære cilier <strong>og</strong><br />

centrosomer ...................................................................................................................................10<br />

Projekt 9. Combinatorics of RNA secondary structures ................................................................11<br />

Projekt 10. Computerkemi som redskab til design af molekyler med specielle egenskaber .........12<br />

Projekt 11. Computer simulation af selv-byggede materialer .......................................................13<br />

Projekt 12. De skjulte tvillinger i biokemi <strong>og</strong> økol<strong>og</strong>i ..................................................................14<br />

Projekt 13. Development of a protein based method <strong>for</strong> screening of meat quality .....................15<br />

Projekt 14. Dyrelyde som metode til at bestemme artsdiversitet i naturen ...................................16<br />

Projekt 15. Effects of cranberry on urinary tract infection ............................................................17<br />

Projekt 16. En mårhunds bekendelser ...........................................................................................18<br />

Projekt 17. Er det tungt <strong>for</strong> en bakterie at bære rundt på resistensgener? .....................................19<br />

Projekt 18. Er nanopartikler i fødevarer skadelige <strong>for</strong> mennesker? ..............................................20<br />

Projekt 19. Fluorescent light from the oceans ...............................................................................21<br />

Projekt 20. Fremstilling af lysopfangende nanostrukturer (protoceller). ......................................22<br />

Projekt 21. Fysiol<strong>og</strong>iske undersøgelser af marsvin .......................................................................23<br />

Projekt 22. Første-passagetidsproblemer <strong>og</strong> dynamik af protein-DNA vekselvirkninger ............24<br />

Projekt 23. Får jeg rigtig mængde af mit lægemiddel? .................................................................25<br />

Projekt 24. Genetiske variationer i Cytochrom P450 med betydning <strong>for</strong> lægemidlers metabolisme<br />

.......................................................................................................................................................26<br />

Projekt 25. Genregulatoriske RNA molekyler. .............................................................................27<br />

Projekt 26. Gensekventering <strong>og</strong> artsbestemmelse .........................................................................28<br />

Projekt 27. HIV lægemidler ...........................................................................................................29<br />

Projekt 28. Hormone and cytokines regulation of cellular processes in cells of mesenchymal<br />

origin ..............................................................................................................................................30<br />

Projekt 29. Hvad sker der på bunden af den Mexicanske Golf? ...................................................31<br />

Projekt 30. Hvordan opstår en Listeria infektion? ........................................................................32<br />

Projekt 31. Hvordan tegner man en ret linje? ................................................................................33<br />

Projekt 32. Høretest af marsvin .....................................................................................................34<br />

Projekt 33. Hånddominans hos aber i ZOO ...................................................................................35<br />

Projekt 34. Identificere bakterier <strong>og</strong> deres funktion i naturlige miljøer med nye<br />

molekylærøkol<strong>og</strong>iske teknikker ....................................................................................................36<br />

Projekt 35. I fodsporene på Alexander Fleming ............................................................................37<br />

Projekt 36. Iltdynamik i marine sedimenter ..................................................................................38<br />

Projekt 37. Importance of protein tyrosine phosphorylation <strong>for</strong> normal and cancer cell signaling.<br />

.......................................................................................................................................................39<br />

Projekt 38. Indkapsling af hydrofile molekyler i nanocontainere .................................................40<br />

Projekt 39. Interaktioner mellem kardiol<strong>og</strong>iske lægemidler .........................................................41<br />

Projekt 40. Interaktion mellem fiskeolie <strong>og</strong> acetylsalicylsyre <strong>og</strong> warfarin ...................................42<br />

Projekt 41. Invasive marine arter – truer de havmiljøet? ..............................................................43<br />

i


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 42. Kaos ............................................................................................................................44<br />

Projekt 43. Konstruktioner med passer <strong>og</strong> lineal ...........................................................................45<br />

Projekt 44. Kosmol<strong>og</strong>i ...................................................................................................................46<br />

Projekt 45. Kunstig næse til sporing af sprængstof .......................................................................47<br />

Projekt 46. Lægemidler, gifte <strong>og</strong> NMR .........................................................................................48<br />

Projekt 47. Lægemidlers biofysiske kemi: barrier, carrier, target ...............................................49<br />

Projekt 48. Massespektrometri <strong>og</strong> proteiners 3-dimensionelle struktur ........................................50<br />

Projekt 49. Matching schemes <strong>for</strong> the job market .........................................................................51<br />

Projekt 50. <strong>Matematik</strong>ken bag 3D-grafik i computerspil ..............................................................52<br />

Projekt 51. Medicinal chemistry: Design and synthesis of new potential therapeutics <strong>for</strong> type 2<br />

diabetes ..........................................................................................................................................53<br />

Projket 52. Molecular dynamics ....................................................................................................54<br />

Projekt 53. Molekylære interaktioner mellem sygdomsfremkaldende bakterier <strong>og</strong> humane<br />

værtsceller ......................................................................................................................................55<br />

Projekt 54. Molekylær Sygdomsgenetik: Hvad er (u)normalt? .....................................................56<br />

Projekt 55. "Natural compounds from plants <strong>for</strong> cancer treatment and prevention" .....................57<br />

Projekt 56. Online stock-trading game ..........................................................................................58<br />

Projekt 57. Oscillationer i glykolysen ...........................................................................................59<br />

Projekt 58. Physiol<strong>og</strong>ical Importance of 3D Cell Culture .............................................................60<br />

Projekt 59. Planlægning af job-afvikling .......................................................................................61<br />

Projekt 60. Point-of-No Return: In how many ways can a cell die? .............................................62<br />

Projekt 61. ”Powder mixing” .........................................................................................................63<br />

Projekt 62. Profiling the sperm lipidome .......................................................................................64<br />

Projekt 63. Rec<strong>og</strong>nize handwritten text .........................................................................................65<br />

Projekt 64. Resistance to antibiotics by RNA methylation ...........................................................66<br />

Projekt 65. Saltpumper i fiskegællen .............................................................................................67<br />

Projekt 66. Self-cleaning surfaces – the Lotus effect ....................................................................68<br />

Projekt 67. Simulations with cellular automata .............................................................................69<br />

Projekt 68. Skin protection <strong>for</strong> extreme conditions .......................................................................70<br />

Projekt 69. Skarven: had <strong>og</strong> kærlighed deler befolkningen ...........................................................71<br />

Projekt 70. Smart climbing – Geckos have it in their feet .........................................................72<br />

Projekt 71. Smågnavere i Svanninge Bjerge .................................................................................73<br />

Projekt 72. Struktur af G-quadrupleksen i de humane telomerer ..................................................74<br />

Projekt 73. Støv <strong>og</strong> bakterier i lægemidler ....................................................................................75<br />

Projekt 74. Supermodel med Parkinson ........................................................................................76<br />

Projekt 75. ”Thrombin-bindende aptamerer” ................................................................................77<br />

Projekt 76. Trafikken over faunabroen på Odense-Svendborgmotorvejen ...................................78<br />

Projekt 77. Udvikling af kn<strong>og</strong>le- <strong>og</strong> fedtceller fra humane stamceller .........................................79<br />

Projekt 78. Uni<strong>for</strong>m sampling of RNA secondary structure .........................................................80<br />

Projekt 79. Vand: biol<strong>og</strong>iens ideelle opløsningsmiddel ................................................................81<br />

Projekt 80. Vej dine egne molekyler .............................................................................................82<br />

Projekt 81. Watching proteins on the move ..................................................................................83<br />

ii


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 1. Aksiomssystemer i matematik<br />

Vejleder: Matthias Kriesell, kriesell@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Projektet er teoretisk<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> maks 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: <strong>Matematik</strong>, aksiom, bevis, calculus, tal, mængdelære, determinant, gruppe,<br />

topol<strong>og</strong>i<br />

Abstract<br />

Det aksiomatiske metode blev et hjørne<br />

sten af matematik i det 20. århundrede,<br />

men var allerede kendt som tilgang fra<br />

Euklids elementer. Den grundlæggende<br />

idé er at man definerer et matematisk<br />

område, eller objekt, ved at stille n<strong>og</strong>le egenskaber, op som tages at være sande. Disse kaldes<br />

postulater eller aksiomer. Derefter bygger man sætninger <strong>og</strong> andre resultater op kun ved hjælp af<br />

disse aksiomer <strong>og</strong> deduktionsregler fra l<strong>og</strong>ik.<br />

Det er vigtig at der er ikke n<strong>og</strong>et modstrid mellem de <strong>for</strong>skellige aksiomer, men der skal være<br />

aksiomer nok så at man kan bevise n<strong>og</strong>et nyttigt. I opstillingen er det er ofte et mål at der skal<br />

ikke være flere aksiomer end nødvendigt, men det balanceres med at aksiomerne skal være enkle.<br />

Metoden kan anvendes på mange <strong>for</strong>skellige måde, <strong>og</strong> det er ideen med projektet at gruppen<br />

finde n<strong>og</strong>le emner der interessere dem <strong>og</strong> se hvordan de er relateret til aksiomssystemer.<br />

Over tiden er der opstået n<strong>og</strong>le aksiomer som er lidt kontroversielle. Et eksempel er udvalgsaksiomet<br />

fra mængdelære som siger at givet vilkårlige mange kasser man kan altid udvælge element<br />

fra hver af kasserne. Som sådan er aksiomet ret naturligt, <strong>og</strong> er stort set blevet<br />

en del af standard matematik, men det har n<strong>og</strong>le mærkelige konsekvenser.<br />

Mulige undersøgelsesområde i projektet inkludere:<br />

- differentiation <strong>og</strong> integration af funktioner som i calculus<br />

- opbygning af tal systemer<br />

- mængdelære<br />

- determinantfunktioner <strong>for</strong> matricer<br />

- gruppeteori <strong>og</strong> symmetri<br />

- kontinuitetsteori <strong>og</strong> topol<strong>og</strong>i<br />

- kvantemekanik<br />

- udvalgsaksiomen <strong>og</strong> dens om<strong>for</strong>muleringer<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

afhænger meget af gruppens interesse. En b<strong>og</strong> der dækker n<strong>og</strong>le af emnerne oven<strong>for</strong> er<br />

H. B. Enderton, `Elements of Set Theory', Academic Press 1977, ISBN 0-12-238440-7<br />

3


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 2. Alzheimers sygdom <strong>og</strong> amyloide fibriller:<br />

Protein der skader hjernen<br />

Vejleder: Jonas Borch-Jensen, jonasb@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktiske del: BMB<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: alzheimer, proteiner, biokemi, biofysik<br />

Abstract<br />

Alzheimers sygdom er en aldersbetinget neurodegererativ sygdom, hvor hukommelsen svækkes<br />

over en årrække. I løbet af sygdoms<strong>for</strong>løbet observeres uopløselige fibre i hjernen, såkaldte<br />

plaks. Plaks består af amyloide fibriller af én slags protein, amyloid-beta, der er en stump, der<br />

fejlagtigt er skåret af et større protein.<br />

Ifølge gældende teorier er det ikke selve fibrillerne, men <strong>for</strong>stadier til dem der er farlige <strong>for</strong> hjernens<br />

celler. Det er der<strong>for</strong> et særdeles aktivt felt at studere hvordan fibriller samles fra enkelte<br />

amyloid-beta molekyler. Hvis man kan finde egnede stoffer der kan hæmme væksten af amyloidbeta<br />

har man en potentiel kandidat til at <strong>for</strong>hindre eller udsætte <strong>for</strong>løbet af Alzheimers sygdom.<br />

I projektet vil vi studere netop, hvordan amyloid beta sampler sig til større ordens strukturer, <strong>og</strong><br />

hvordan <strong>for</strong>stadier til fibriller gror. For at kunne måle detaljeret <strong>og</strong> kontrollere omstændighederne<br />

vil vi bruge biokemiske <strong>og</strong> biofysiske metoder. Desuden vil I få lejlighed til at teste <strong>for</strong>skellig<br />

naturafledt medicins indflydelse på amyloid betas fibrillering.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteratur<br />

Wolfe MS (2006): Shutting down Alzheimer's. SCIENTIFIC AMERICAN, 294 (5) side 72-79<br />

4


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 3. Angioødem, ACE-hæmmere <strong>og</strong> angiotensin<br />

II antagonister<br />

Vejleder: Kenneth Skov, kskov@health.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: IST/ Klinisk farmakol<strong>og</strong>isk afd., OUH<br />

Gruppeplacering: Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Winsløwsparken 19<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes kun til NAT507 studerende.<br />

Keywords: Evidensbaseret lægemiddelanvendelse, lægemiddelin<strong>for</strong>mation,<br />

Abstract<br />

Odense Universitetshospital har (i samarbejde med <strong>Syddansk</strong> Universitet) en Klinisk Lægemiddelrådgivning.<br />

Denne rådgivning er målrettet praktiserende- <strong>og</strong> sygehuslæger, som kan henvende<br />

sig vedrørende patientspecifikke lægemiddelproblemer. Spørgsmålene er ofte pga. den specifikke<br />

patientsituation komplicerede, <strong>og</strong> svaret kan der<strong>for</strong> ikke umiddelbart findes i gængse opslagsværker<br />

<strong>og</strong> lærebøger. Viden på området er ofte begrænset, <strong>og</strong> det er nødvendig at gennemgå opdateret<br />

speciallitteratur <strong>og</strong> den nyeste <strong>for</strong>skning <strong>for</strong> at give et kvalificeret svar. Alle spørgsmål<br />

besvares ud fra videnskabelige evidensbaserede principper. Denne case er konstrueret ud fra<br />

konkrete henvendelser fra læger i både primær <strong>og</strong> sekundær sektoren:<br />

En 73-årig kvinde er diagnosticeret med hjertesvigt, diabetes, <strong>for</strong>højet blodtryk <strong>og</strong> <strong>for</strong>højet kolesterol<br />

i blodet. Hun behandles med ACE-hæmmeren enalapril. Derudover får hun en del anden<br />

medicin (amlodipin, acetylsalicylsyre, simvastatin, furosemid, met<strong>for</strong>min <strong>og</strong> Kaleorid). Denne<br />

behandling har stået på i ca. 1 år, da hun indlægges akut, med hævelse i ansigt <strong>og</strong> svælg, samt<br />

tale- <strong>og</strong> synkebesvær. Tilstanden bedres efter behandling med binyrebarkhormon. Det mistænkes,<br />

at ACE-hæmmer behandlingen, er årsag til patientens tilstand med angioødem/Quinckes<br />

ødem. Lægen spørger til den videre behandling af denne patient med medikamenter, der indvirker<br />

på renin-angiotensin-systemet.<br />

På baggrund et en udtømmelig søgning af tilgængelig videnskabelige litteratur skal projektet <strong>for</strong>søge<br />

at afdække en problemstilling som er på grænsen af den viden som vi har i dag<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Farma, Sund)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Ulla Hedegaard & overlæge Per Damkier. Klinisk farmakol<strong>og</strong>isk rådgivning i Odense 1997-<br />

2003. Ugeskr Læger 2004;166(45):4030<br />

Klinisk <strong>for</strong>sknings metode. Dirksen et al. Munksgård. København 1996<br />

5


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 4. Bakterier i luften<br />

Vejleder: Raymond P. Cox, r.p.cox@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: BMB<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 4 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: bakterier, mikrobiol<strong>og</strong>i<br />

Abstract<br />

I luften findes små partikler <strong>og</strong> vanddråber (aerosoler) som kan indeholde levende mikrober, såvel<br />

bakterier som svampe. Disse bioaerosoler spreder mikrober mellem <strong>for</strong>skellige miljøer <strong>og</strong><br />

har en vigtig funktion i deres økol<strong>og</strong>i. Bioaerosoler har <strong>og</strong>så relevans <strong>for</strong> biomedicin <strong>og</strong> farmaci<br />

<strong>for</strong>di de kan indeholde sygdomsfremkaldende eller allergifremkaldende bakterier eller svampe.<br />

Fremstilling af farmaceutiske præparater skal der<strong>for</strong> i mange tilfælde udføres i miljøer med ren<br />

luft.<br />

Under projektet undersøges indholdet af levende bakterier i udvalgte<br />

luftprøver. Der anvendes en opstilling hvor partikler i bakteriestørrelse<br />

”slynges” ned på overfladen af en Petriskål med et passende geleagtigt<br />

vækstmedium. Hvis bakterierne i partiklerne er levedygtige<br />

vokser en enkelt bakteriecelle til en synlig koloni som kan tælles <strong>og</strong><br />

undersøges i mikroskopet.<br />

Deltagere vil få erfaring med almindelig mikrobiol<strong>og</strong>isk laboratoriearbejde samt planlægning <strong>og</strong><br />

udførelse af et eksperimentel <strong>for</strong>skningsprojekt. En gruppe som ønsker et tværfagligt projekt kan<br />

undersøge muligheden <strong>for</strong> at analysere resultaterne ved hjælp af billedbehandling på computer.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

MP Buttner et al. 2002. Sampling and analysis of airborne microorganisms. In Manual of Environmental<br />

Microbiol<strong>og</strong>y 2nd ed. Pp 814-826. ASM Press, Washington DC.<br />

J Mandel & H. Brandl 2011. Bioaerosols in indoor environment – A review with special reference<br />

to residential and environmental locations. The Open Environmental and Biol<strong>og</strong>ical Monitoring<br />

Journal 4: 83-96.<br />

6


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 5. Bakterier laver strøm<br />

Vejleder: Bo Thamdrup, bot@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: 3-5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501- <strong>og</strong> NAT507-studerende.<br />

Keywords: mikrobiol<strong>og</strong>i, energi, redox-processer, nanowires, elektricitet<br />

Abstract<br />

Bakterier kan producere elektrisk strøm <strong>og</strong> danne mikroskopiske ledninger kaldet nanowires.<br />

Disse to opdagelser, som er gjort inden<strong>for</strong> de seneste år, har lagt grundlaget <strong>for</strong> et helt nyt <strong>for</strong>skningsfelt<br />

på grænsen mellem biol<strong>og</strong>i, molekylærbiol<strong>og</strong>i, fysik <strong>og</strong> kemi. Strømproduktionen sker i<br />

<strong>for</strong>bindelse med bakteriernes <strong>for</strong>brænding af organisk materiale (”mad”). I stedet <strong>for</strong> at bruge ilt,<br />

som vi gør det, kan bakterierne overføre elektroner til en elektrode <strong>og</strong> derved drive et elektrisk<br />

kredsløb. Man kan f.eks. udnytte denne evne ved at placere en elektrode i et iltfrit miljø, hvor<br />

bakterier er aktive i nedbrydning af organisk materiale, f.eks. i havbundens mudder eller i spildevandsslam.<br />

Elektroden <strong>for</strong>bindes til en anden elektrode placeret i det overliggende iltholdige<br />

vand, <strong>og</strong> man har nu et ”bakterielt batteri”, der kan drive små elektriske apparater. Overførslen af<br />

strøm fra bakteriecellen til elektroden kan ske gennem de bakterielle nanowires, der <strong>og</strong>så kan<br />

fungere som elektrisk <strong>for</strong>bindelse imellem bakterier, eller mellem bakterier <strong>og</strong> mineralkorn, der<br />

fungerer som halvledere. På den måde kan der dannes elektriske netværk, med transport af elektroner<br />

over flere cm. Den bakterielle produktion <strong>og</strong> transport af strøm åbner<br />

Projektet går ud på at konstruere bakterielle batterier <strong>og</strong> undersøge potentialet <strong>for</strong> strømproduktion.<br />

Ved at sammenligne <strong>for</strong>skellige typer substrat (som f.eks. havbundsmudder eller slam) <strong>og</strong><br />

lave manipulationer som tilsætning af ekstra føde til bakterierne eller ændring af temperaturen,<br />

kan man undersøge hvilke faktorer, der regulerer effektiviteten. Ved hjælp af mikrosensorer kan<br />

man evt. undersøge strømtransporten i batteriet <strong>og</strong> belyse effektiviteten i overførselen af strøm til<br />

elektroden – batteriets indre modstand. På dette grundlag kan man vurdere mulighederne <strong>for</strong> at<br />

udvikle batterier, der kan bruges i praksis, <strong>og</strong> måske komme med ideer til andre anvendelser af<br />

bakteriernes evner.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

M. Buckley, J. Wall: Microbial Energy Conversion. ASM Colloquium Report, 2006<br />

D.R. Lovley: Bug juice: harvesting electricity with microorganisms. Nature Reviews Microbiol<strong>og</strong>y,<br />

4: 497-508, 2006.<br />

www-ressourcer:<br />

www.geobacter.org/research/microbial/<br />

www.geobacter.org/research/nanowires/<br />

www.microbialfuelcell.org/<br />

7


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 6. Biol<strong>og</strong>ical Nano-Iron Storage<br />

Vejleder: Christine McKenzie, mckenzie@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi and Farmaci<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Homostasis, Biol<strong>og</strong>ical iron storage, Cancer, Spectroscopy, Bioinorganic<br />

chemistry.<br />

Human ferritin is a nanosized supramolecular assembly of 24 protein chains which via supramolecular<br />

assembly <strong>for</strong>m a hollow sphere. The cavity in this sphere can be loaded with 4500 iron<br />

atoms. This protein is found in our bone marrow and it stores our essential iron supply as well as<br />

protects the body from the debilitating effects of “free iron” which can be responsible <strong>for</strong> generating<br />

“reactive oxygen species” via reactions with oxygen. The consequence is chronic disease<br />

states (e.g. Parkinson‟s disease, Pr<strong>og</strong>eria).<br />

Litteraturliste<br />

http://www.rcsb.org/pdb/101/motm.do?momID=35<br />

We can also suffer from abnormally high concentrations of ferritin.<br />

This is associated with cancer (acute myloid leukemia), hemochromatosis<br />

and liver damage. Thus ferritin/iron concentration<br />

is monitored in patients with these diseases.<br />

Ferritin is a supermolecule of great interest in nanoscience since<br />

it can template the <strong>for</strong>mation of metal oxide nanoparticles of<br />

around nearly 8 nm with domains showing interesting magnetic<br />

properties. Further it can be loaded with mineral phases containing<br />

other metal atoms.<br />

In this project you will load ferritin with iron and determine the<br />

metal ion uptake. If time allows you might try and load the ferritin<br />

with another metal or carry out a competition experiment with<br />

another iron binding molecule e.g. an antibiotic. The physiol<strong>og</strong>ical<br />

action of many antibiotics is to bind iron strongly and thereby<br />

deprive an invading path<strong>og</strong>en of the iron supply it needs to stay<br />

alive and multiply.<br />

8


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 7. Catching the light<br />

Vejleder: Beate Klösgen, kloesgen@memphys.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: FKF, Dep. of Physics, Chemistry and Pharmacy<br />

Gruppeplacering: FKF, MEMPHYS labs<br />

Gruppestørrelse: 3 participants per group, 2 groups<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Teaching language will be a mixture of English<br />

and Danish ; reporting / presentation can be<br />

chosen to be per<strong>for</strong>med in either language<br />

Keywords: biophysics: plant pigments in photosynthesis; solar energy<br />

Abstract<br />

The only true energy input to our global system is by transfer of photonic energy from radiation<br />

incident from the sun to the surface of our planet. This drives our climate and provides secondary<br />

energetic input used in wind or tidal power stations. An at least as essential contribution to the<br />

global energy budget is however the photosynthetic power transfer that resides in a pigment system<br />

developed by the plants: it is the source of oxygen balancing and of all energy that drives the<br />

biochemistry of the coexisting species starting from the plants themselves but as well covering<br />

the needs of all higher organisms via the food chain.<br />

The project shall provide a starter insight into energy balance and energy throughput focussing<br />

on the photosynthetic contribution. The conditions of light absorption by plants as due to their<br />

specialized pigment systems developed during evolution so far will be studied. It will be seen<br />

how a mix of different pigments serve to cover the energetic input of the visible solar spectrum.<br />

The coupling of the light absorption to the generation of oxygen will be demonstrated in a small<br />

self-built bio-reactor.<br />

The practical part involves<br />

in<strong>for</strong>mation assembly<br />

(spectra, total energy input to the globe surface; plant conversion efficiency, …),<br />

extracting pigments from different plant leaves (your choice of leave !) ,<br />

identifying the different pigment components by separation,<br />

characterizing them by the related absorption spectra<br />

and the building of a small light dependent bio-reactor.<br />

The project will start with reading assignments and discussions. Students will learn to assemble<br />

the in<strong>for</strong>mation required using the local library and electronic data bases. They will bring their<br />

own selection of leaves (3-4 types per group) to be analysed, and will learn the experimental details<br />

to process the material into fragments, and to characterize the component properties. The<br />

relation between the colour appearance and the absorption measured on the leave extracts will be<br />

discussed. The mechanism of oxygen production by light absorption will be seen.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Handout material will be offered from week 1. Additional material will be found during a literature<br />

search (university library, internet, data bases ).<br />

9


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 8. Cellulær lokalisering af sygdomsrelaterede<br />

proteiner associeret med primære cilier <strong>og</strong><br />

centrosomer<br />

Vejleder: Jens S. Andersen, jens.andersen@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylærbiol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: CEBI, bygning 37.1<br />

Gruppeplacering: CEBI, bygning 37.1<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 3 deltagere pr gruppe, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Primære cilier, centrosomer, cellecyklus, mikroskopi, ciliopathies<br />

Abstract<br />

Centrioler er evolutionært konserverede multifunktionelle strukturer som medvirker til organisering<br />

af centrosomer <strong>og</strong> mikrotubuli som er vigtige <strong>for</strong> <strong>for</strong>m <strong>og</strong> polaritet af celler <strong>og</strong> <strong>for</strong> dannelsen<br />

af det bipolære spindelapparat som adskiller kromosomerne ved celledeling. Derudover er centrioler<br />

essentielle <strong>for</strong> dannelsen af cilier som findes i næsten alle celler <strong>og</strong> som er vigtige <strong>for</strong> organdannelse<br />

i fosterudviklingen <strong>og</strong> <strong>for</strong> modtagelse af bl.a. sensoriske signaler, heruder lys, lyd<br />

<strong>og</strong> dufte. Fejl i cilia <strong>og</strong> centrosomale proteiner er <strong>for</strong> nyligt blevet associeret med en lang række<br />

sygdomme.<br />

Med proteomics metoder har vi identificeret en række nye proteiner som er associeret med primære<br />

cilier <strong>og</strong> centrosomer. Vi kender endnu ikke funktionen af disse proteiner <strong>og</strong> hvordan de<br />

lokaliserer i cellen. I dette projekt vil vi der<strong>for</strong> benytte metoder baseret på fluorescensmikroskopi,<br />

antistoffer <strong>og</strong> GFP-taggede proteiner til af undersøge disse proteiners lokalisering i celler på<br />

<strong>for</strong>skellige stadier af cellecyklus.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Suzanna L. Prosser and Andrew M. Fry (2009) Fluorescence Imaging of the Centrosome Cycle<br />

in Mammalian Cells 2009, Methods Mol Biol. 545:165-183.<br />

10


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 9. Combinatorics of RNA secondary<br />

structures<br />

Vejleder: Christian Reidys, duck@santafe.edu.<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: IMADA, pr<strong>og</strong>ramming<br />

Gruppeplacering: IMADA or Library<br />

Gruppestørrelse: Minimum 3 and maximum of 5 participants. Two groups can work with the<br />

project. The project, including report and exam, will be in English.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Secondary structure, generating function, Motzkin-paths<br />

Abstract<br />

Ribonucleic acid (RNA) molecules are linear biopolymers consisting of the four nucleotides A,<br />

U, C and G characterized by a sequence endowed with a unique orientation (5‟ end to 3‟ end).<br />

RNA sequences fold, i.e. their nucleotides <strong>for</strong>m base pairs (arcs) and the collection of these constitute<br />

the secondary structure. A secondary structure can be represented by diagrams. Tree decades<br />

ago, Waterman gave a recursion <strong>for</strong> enumerating the number of secondary structures over n<br />

nucleotides without any crossing arcs. A lot of work have been done based on this recursion, i.e.,<br />

dynamic pr<strong>og</strong>ramming search minimum free energy structures, calculate partition function etc.<br />

Tasks:<br />

Study how to derive the generating function from the recursion <strong>for</strong> secondary structures.<br />

In the process learn how to use Maple to computes coefficients<br />

Study other combinatorial means of deriving this recursion, e.g. via Motzkin paths.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Combinatorial Computational Biol<strong>og</strong>y of RNA: Pseudoknots and Neutral Networks, Christian M.<br />

Reidys, November 2010.<br />

11


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 10. Computerkemi som redskab til design af<br />

molekyler med specielle egenskaber<br />

Vejledere: Nanna Holmgaard List, Hans Jørgen Aagaard Jensen <strong>og</strong> Jacob Kongsted,<br />

kongsted@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del: FKF (projektet er teoretisk)<br />

Gruppeplacering: Bibliotek samt computerlokalet U26B<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 2 grupper kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Beregningskemi, strukturkemi, spektroskopi, simulering<br />

Abstract<br />

Beregningskemi har gennem de sidste årtier været gennem en hastig udvikling, <strong>og</strong> feltet er i dag<br />

en vigtig disciplin inden<strong>for</strong> moderne kemisk <strong>for</strong>skning. En af de store <strong>for</strong>dele ved beregningskemi<br />

er, at vi kan studere et molekyles egenskaber på baggrund af blot en molekylstruktur. Vi kan<br />

derved screene et stort antal kemiske <strong>for</strong>bindelser <strong>for</strong> en specifik egenskab uden først at syntetisere<br />

<strong>for</strong>bindelserne <strong>og</strong> herudfra udvælge de bedste kandidater til videre analyse. På denne vis kan<br />

beregningskemi bidrage til en væsentlig optimering i fremstilling af nye kemiske <strong>for</strong>bindelse<br />

med specifikke egenskaber. Denne metode er <strong>for</strong> eksempel meget benyttet inden<strong>for</strong> lægemiddelvidenskab<br />

i <strong>for</strong>bindelse med fremstillingen af nye <strong>og</strong> <strong>for</strong>bedrede lægemidler. I dette projekt vil vi<br />

introducere moderne kemiske beregningsmetoder med det <strong>for</strong>mål at opnå en indsigt i relationerne<br />

mellem et molekyles struktur <strong>og</strong> egenskaber. De specifikke molekylære egenskaber, vi vil<br />

studere, vil afhænge af projektdeltagernes baggrund samt interesse. Eksempler: (i) optimering af<br />

bindingen af et lægemiddel til en receptor – kan vi modifere molekylet <strong>og</strong> derved opnå en bedre<br />

binding? (ii) optimering af lysabsorption <strong>for</strong> en klasse af farvestoffer – hvordan kan vi tune absorptionsbølgelængde<br />

<strong>og</strong> <strong>for</strong>øge lysabsorptionen? (iii) undersøgelse af hvorvidt en (ny) kemisk<br />

<strong>for</strong>bindelse vil virke som en drivhusgas, <strong>og</strong> hvilke molekylære strukturændringer vil fjerne denne<br />

egenskab, (iv) beskrivelse af et (nyt) molekyles reaktivitet i en specifik kemisk reaktion.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Carmoterol bundet til β-adrenerg receptor 1 .<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Molecular Modelling <strong>for</strong> Beginners, Alan Hinchliffe, Wiley.<br />

1 Figur fra http://www.esrf.eu/news/spotlight/spotlight145/index_html<br />

12


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 11. Computer simulation af selv-byggede<br />

materialer<br />

Vejleder: Carsten Svaneborg, zqex@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi, <strong>og</strong> Farmaci<br />

Gruppeplacering: Bibliotek / terminalrum<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 max 4 deltagere. 3 grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Computer simulation, selv-bygning, materialer<br />

Abstract<br />

Soft-matter er en stor klasse af materialer, der er et sted mellem simple viskøse væsker <strong>og</strong> faste<br />

elastiske materialer. Vi møder disse materialer i vores hverdag <strong>for</strong> eksempel i <strong>for</strong>m af plastik <strong>og</strong><br />

gummi materialer, sæber <strong>og</strong> opvaskemidler, geler <strong>og</strong> mikroemulsioner i kosmetik <strong>og</strong> fødevarer, i<br />

<strong>for</strong>m af flydende krystal i vores flad skærme <strong>og</strong> endeligt i <strong>for</strong>m af alle de biol<strong>og</strong>iske materialer vi<br />

selv består af. Karakteristisk <strong>for</strong> soft-matter er at molekylernes komplekse vekselvirkninger giver<br />

ophav til selv-byggede strukturer, der spiller en vigtig rolle <strong>for</strong> at give disse materialer nyttige<br />

biol<strong>og</strong>iske <strong>og</strong> teknol<strong>og</strong>iske egenskaber.<br />

Olie <strong>og</strong> vand ikke blandes, <strong>for</strong>di olie molekyler kan ikke lide at<br />

være i kontakt med vand molekyler. Sæbemolekyler har både en<br />

vand elskende <strong>og</strong> en vand hadende ende. Når sæbemolekyler opløses<br />

i vand må de der<strong>for</strong> finde et kompromis mellem deres ender.<br />

Det gør de ved at mange sæbemolekylers haler finder sammen så<br />

deres vand hadende ende beskyttes fra kontakt med vandet. Billedet<br />

til højre kommer fra en simulation af olie <strong>og</strong> sæbemolekyler i<br />

vandig opløsning dvs. en mikroemulsion. De mørkegrønne olie<br />

dråber er dækket af et tyndt lag af sæbe molekyler. Sæbemolekylernes<br />

vand elskende <strong>og</strong> vand hadende ende er repræsenteret som<br />

blå <strong>og</strong> lysegrønne kugler.<br />

Konkret skal hver gruppe anvende computer simulation af et bestemt soft-matter system til at<br />

undersøge selv-bygning fænomener. Det kunne f.eks. være hvordan de selv-byggede strukturer<br />

afhænger af den molekylære struktur af et sæbe molekyler, hvordan molekyler kan overgå til en<br />

flydende krystal fase, hvordan polymerer opfører sig i gode <strong>og</strong> dårlige opløsningsmidler eller<br />

hvordan sæbe-olie-vand blandinger danner mikroemulsioner som den vist på billedet.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat) eller Projektarbejde (Latex) efter eget valg.<br />

Anbefalede: Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemikere<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Afhænger af hvad <strong>for</strong> systemer grupperne finder mest interessante at studere.<br />

13


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 12. De skjulte tvillinger i biokemi <strong>og</strong> økol<strong>og</strong>i<br />

Vejleder: Hans Christian Petersen, hcpetersen@stat.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: IMADA, udregninger på pc<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Funktionel respons, rov-byttedyr-systemer, enzymkinetik, Michaelis-Menten,<br />

estimation, ikke-lineære modeller.<br />

Abstract<br />

Fra biokemi er det velkendt at enzymers kinetik kan beskrives med bl.a. Michaelis-Mentenmodellen.<br />

I populationsøkol<strong>og</strong>i er det ligeledes velkendt at aspekter af rovdyr-byttedyrinteraktion<br />

kan beskrives med relativt simple modeller <strong>for</strong> funktionel respons. I projektet arbejdes<br />

der med at fitte data til kurver af Michaelis-Menten-typen, således at man opnår estimater <strong>for</strong><br />

parametrene i modellen, hhv. halvmætningskonstant <strong>og</strong> maksimal omsætningsrate. Der er i udgangspunktet<br />

tale om et ikke-lineært problem, som d<strong>og</strong> kan lineariseres. Under projektet arbejdes<br />

der med <strong>for</strong>skellige simulerede data <strong>for</strong> at afgøre hvordan <strong>og</strong> under hvilke betingelser man opnår<br />

acceptable parameterestimater. Desuden anvendes løsningen (algoritmen) på genuine data. Parallellen<br />

mellem de biokemiske <strong>og</strong> de økol<strong>og</strong>iske modeller præsenteres <strong>og</strong> <strong>for</strong>klares.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metodeartikler, som udleveres til de studerende<br />

Afsnit fra hhv. læreb<strong>og</strong> i biokemi <strong>og</strong> populationsøkol<strong>og</strong>i<br />

Artikler fra biokemiske <strong>og</strong> økol<strong>og</strong>iske tidsskrifter<br />

14


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 13. Development of a protein based method<br />

<strong>for</strong> screening of meat quality<br />

Vejleder: Martin Røssel Larsen, mrl@bmb.sdu.dk, Alistair Edwards, aled@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: BMB<br />

Gruppeplacering: Protein Research Group – Larsen Group at BMB<br />

Gruppestørrelse: Minimum 3 <strong>og</strong> max 4 students. One group can work on the project.<br />

Kommentarer: Supervision and presentations will be on Danish or English.<br />

Projektet tilbydes NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Meat quality, protein chemistry, mass spectrometry, Selected Reaction Monitoring<br />

Abstract<br />

During the last couple of years there has been a significant increase in the number of incidents in<br />

the Danish supermarkets where the quality of the meat, especially minced meat from lam, have<br />

been compromised due to contamination with meats from other species, such as pork. This of<br />

cause presents a significant problem as some religious believes is not allowed to consume meat<br />

from certain animals, such as pork. Presently, the test of meat quality is based on antibody rec<strong>og</strong>nition<br />

such as ELISA and the polymerase chain reaction (PCR) tests which are time consuming<br />

and in many cases not in<strong>for</strong>mative enough.<br />

An alternative way to distinguish between meat from various species is based on highly homol<strong>og</strong>ous<br />

proteins i.e., proteins which are very similar in amino acid sequence. Many house-keeping<br />

proteins are very similar and have only small changes in the amino acid sequence. If these<br />

changes in amino acids can be identified one can set up a simple test using modern mass spectrometry<br />

<strong>for</strong> testing the presence of contaminating meat in minced meat.<br />

In this project we will explore the use of modern proteomics technol<strong>og</strong>ies including mass spectrometry<br />

<strong>for</strong> testing the contamination of minced meat with meat from other species. Specifically<br />

we want to find specific proteins that are highly homol<strong>og</strong>ous between lam and pork that are specific<br />

<strong>for</strong> the two species, respectively. These proteins are found from raw meat bought in a supermarket.<br />

Once such proteins are found, specific fragments from those proteins will be used to<br />

set up a quantitative test <strong>for</strong> meat contamination using a new mass spectrometric technol<strong>og</strong>y<br />

termed selected reaction monitoring (SRM). If successful, the method will be used to screen<br />

minced lam meat from various supermarkets.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Øvelsesvejledning, b<strong>og</strong>kapitler <strong>og</strong> udvalgte artikler<br />

15


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 14. Dyrelyde som metode til at bestemme<br />

artsdiversitet i naturen<br />

Vejleder: John Morgan Ratcliffe, jmr@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk <strong>og</strong> Annemarie Surlykke,<br />

ams@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Feltstation i Søgård (3-4 dage)<br />

Gruppeplacering: Bibliotek eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Lydproduktion, artsbestemmelse, adfærd, støj<br />

Abstract<br />

Lyd er en vigtig del af kommunikationen hos mange dyregrupper, <strong>og</strong> ofte vil f.eks. fugles sang,<br />

græshoppers striduleren eller flagermus‟ sonarsignaler afsløre, at de er der, selvom man ikke kan få<br />

øje på dem. Der<strong>for</strong> kan man bruge detektion/optagelse af dyrelyde som en non-intrusiv metode, til at<br />

lave opgørelser over artssammensætningen i et område eller et habitat.<br />

I projektet arbejdes med flagermus, hvis lyde skal optages, beskrives <strong>og</strong> karakteriseres tilstrækkeligt<br />

godt til, at de kan bruges til artsbestemmelser. Det gøres ved, at optage lydene med kalibreret lydoptageudstyr<br />

<strong>og</strong> moderne IT-metoder, så man har digitale signaler, der skal analyseres <strong>for</strong> at lave<br />

spektr<strong>og</strong>rammer, der kan sammenlignes med reference-værker, så arterne kan gættes/bestemmes. Der<br />

skal ses på hvordan de <strong>for</strong>skellige dyr <strong>for</strong>deler frekvenserne mellem sig, <strong>og</strong> hvordan evt. støj påvirker<br />

dem, så de ikke laver lyd, der hvor der er støj eller mange andre dyr på ”linjen”. Alle eksperimenter<br />

planlægges så man har et passende antal (n) <strong>for</strong> hvert dyr / habitat. Dvs. metoderne omfatter dataindsamling<br />

(lydoptagelse <strong>og</strong> lagring), lydanalyse, <strong>for</strong>søgsplanlægning <strong>og</strong> statistiske analyser. Der er<br />

mange <strong>for</strong>skellige akustiske <strong>og</strong> biol<strong>og</strong>iske betingelser, der er bestemmende <strong>for</strong> hvilke lyde, dyr bruger<br />

til kommunikation. Lydens frekvens <strong>og</strong> intensitet influerer på, hvor langt væk lyden kan høres<br />

ikke bare af artsfæller, men <strong>og</strong>så evt. fjender. Høre-tærskler <strong>og</strong> bevoksningen i habitatet er andre faktorer,<br />

der påvirker kommunikationsafstanden. I projektet skal disse <strong>og</strong> andre faktorer vurderes i <strong>for</strong>hold<br />

til de opnåede resultater.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat) <strong>og</strong> Signalanalyse<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Aftales ved projektstart<br />

16


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 15. Effects of cranberry on urinary tract<br />

infection<br />

Vejleder: Surabhi Khandige, sukh@bmb.sdu.dk;<br />

Jakob Møller-Jensen, jakobm@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylærbiol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: Safety level 2 laboratory<br />

Gruppeplacering: BMB<br />

Gruppestørrelse: Minimum 3 and maximum 4 participants. One group can work on the project.<br />

Kommentarer: This project will be taught in English (Examination in Danish)<br />

Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Path<strong>og</strong>enic bacteria, urinary tract infection, cell culture<br />

Abstract<br />

Uropath<strong>og</strong>enic E. coli bacteria (green)<br />

growing inside bladder tissue.<br />

Urinary tract infections (UTI) account <strong>for</strong> high morbidity and are responsible<br />

<strong>for</strong> a major burden on health care costs worldwide. A majority<br />

of uncomplicated UTIs are caused by uropath<strong>og</strong>enic E.coli<br />

(UPEC). The primary means of treatment and management of UTI is<br />

antibiotic therapy. Often low doses of antibiotics are prescribed <strong>for</strong><br />

long periods of time to combat recurrent infection and this only adds<br />

to the growing problem of antibiotic resistance among path<strong>og</strong>enic<br />

bacteria. In recent years, more physicians have begun recommending<br />

daily cranberry consumption as a safe alternative <strong>for</strong> UTI prevention.<br />

Adhesion of path<strong>og</strong>ens to soft and hard tissues of the body is<br />

known to be essential <strong>for</strong> initiation of infection. Cranberry juice<br />

has long been known to have positive effects on kidney and blad-<br />

der infections and this has more recently been attributed to its ability to inhibit adhesion of P<br />

fimbriated uropath<strong>og</strong>enic E. coli to the bladder epithelial cells (1). Cranberry juice, predominantly<br />

in the <strong>for</strong>m of a juice cocktail drink with 27% cranberry, has been the traditional choice<br />

of most women seeking to prevent UTI (2). As part of this project we propose to 'prime' the uropath<strong>og</strong>enic<br />

bacteria with concentrated cranberry extract and/or urine obtained after consumption<br />

of cranberry juice, and subsequently expose these bacteria to the human bladder epithelial cells<br />

grown in culture. This will allow us to study any effect that the cranberry juice may have on the<br />

adhesion and invasion of UPEC in the host epithelial cells.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

1. Cranberry Components <strong>for</strong> the Therapy of Infectious Disease. Shmuely H, Ofek I, Weiss<br />

EI, Rones Z, Houri-Haddad Y. Curr Opin Biotechnol. 2011 Nov 14.<br />

2. Bioactive compounds in cranberries and their role in prevention of urinary tract<br />

infections. Amy B. Howell. Mol. Nutr. Food Res. 2007, 51, 732 – 737.<br />

17


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 16. En mårhunds bekendelser<br />

Vejleder: Thomas Bjørneboe Berg, tbb@naturama.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Naturama<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Ingen mulighed <strong>for</strong> vejledning i uge 16 <strong>og</strong> 17<br />

Keywords: Museums<strong>for</strong>midling, mårhund<br />

Abstract<br />

Mårhunden er en nyindvandret invassiv art, der er blevet erklæret fredøs i den danske natur.<br />

Gennem 2011 har offentligheden fået historien om mårhundens skadelige effekter på den danske<br />

natur, <strong>og</strong> en intensiv <strong>for</strong>valtningsplan med det klare mål at Danmark skal være fri <strong>for</strong> en ynglende<br />

bestand af mårhund i 2015. Projektet sætter fokus på pressens, myndighedernes, interesseorganisationernes<br />

<strong>og</strong> fagkundskabens vinkling af den danske mårhundeproblematik.<br />

Mårhunden er sandsynligvis kommet til Danmark<br />

<strong>for</strong> at blive. Er det et problem? Hvordan<br />

angribes historierne af medierne <strong>og</strong> hvordan<br />

kan en museal <strong>for</strong>midling tage sig ud?<br />

Metoder: Litteratur-gennemgang, interview,<br />

<strong>for</strong>midlingsredskaber<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Indsatsplan mod mårhund i Danmark, Naturstyrelsen.<br />

Mårhunden - en invasiv art i Danmark? Projektopgave 2010, Ålborg Universitet<br />

Kauhala, K, 1994, The Raccoon D<strong>og</strong>: a successful canid, Canid News, vol. 2.<br />

18


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 17. Er det tungt <strong>for</strong> en bakterie at bære rundt<br />

på resistensgener?<br />

Vejleder: Birte Vester, b.vester@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: BMB´s øvelseslaboratorium eller nye mikrobiol<strong>og</strong>i laboratorie i bygning 37.2<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: bakterier, antibiotika resistens<br />

Abstract<br />

Det er efterhånden velkendt at vi er ved at få et meget stort problem med resistente bakterier, der<br />

ikke hæmmes af de antibiotika vi bruger i sygdomsbekæmpelse af bakterieinfektioner. Vi kan<br />

ikke udrydde antibiotikaresistens, så vi må lære at leve med den. Det kræver at vi får meget mere<br />

viden om, hvordan resistens opstår <strong>og</strong> spredes <strong>og</strong> hvordan vi kan begrænse den. Resistens kan<br />

skyldes vidt <strong>for</strong>skellige ting <strong>og</strong> n<strong>og</strong>le slags opstår hele tiden som følge af små mutationer mens<br />

andre slags skyldes overførsel af gener. I <strong>for</strong>skningen bruger vi <strong>og</strong>så antibiotikaresistens som<br />

markører <strong>for</strong> at kunne ”finde/gro” de bakterier, hvori vi har indført et bestemt plasmid med en<br />

egenskab som vi vil undersøge. Når plasmiderne <strong>og</strong>så bærer et resistensgen vil selektion med det<br />

tilhørende antibiotika bevirke at kun de bakterier der har plasmidet vil kunne vokse.<br />

Uden<strong>for</strong> laboratoriet må bakterier kæmpe <strong>for</strong> overlevelse, både m.h.t. miljøbetingelser <strong>og</strong> føde <strong>og</strong><br />

konkurrence med andre bakterier. Dem der vokser hurtigst vil ”overgro” de andre hvis de skal<br />

leve af det samme. Så hvad koster det at blive/<strong>for</strong>blive resistent? Hvad koster <strong>for</strong>skellige slags<br />

resistens? Kan bakterierne slippe af med resistensen igen? Hvor mange slags resistens har man<br />

råd til at bære rundt på? O.s.v.<br />

Projektdeltagere vil få mulighed <strong>for</strong> at undersøge resistensmekanismer i E. coli. Forskellige<br />

stammer <strong>og</strong> <strong>for</strong>skellige plasmider med resistensgener vil være til rådighed. Der vil være adgang<br />

til at vokse bakterierne i tilstedværelse af <strong>for</strong>skellige antibiotika <strong>og</strong> enten måle vækst i medie eller<br />

antal af bakterier på agarplader. Afhængigt af gruppens interesse kan der evt. <strong>og</strong>så klones resistensgener.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Blandt andet: Antibiotic Resistance: An Ecol<strong>og</strong>ical Perspective on an Old Problem. Hentes<br />

fra: http://academy.asm.org/index.php?option=com_content&view=article&id=232:antibioticresistance-an-ecol<strong>og</strong>ical-perspective-on-an-old-problem-september-2009-&catid=40:browseall&Itemid=79<br />

<strong>og</strong> Antibiotic Resistance Mechanisms, with an Emphasis on Those Related to<br />

the Ribosome Katherine S. Long and Birte Vester. Chapter 2.5.7,. In A. Böck, R. Curtiss III, J.<br />

B. Kaper, P. D. Karp, F. C. Neidhardt, T. Nyström, J. M. Slauch, and C. L. Squires (ed.), EcoSal—Escherichia<br />

coli and Salmonella: cellular and molecular biol<strong>og</strong>y. http://www.ecosal.org.<br />

ASM Press, Washington, D.C.<br />

19


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 18. Er nanopartikler i fødevarer skadelige <strong>for</strong><br />

mennesker?<br />

Vejleder: Frank Kjeldsen, frankk@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biokemi <strong>og</strong> Molekylærbiol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong>, SDU<br />

Praktisk del: Afdeling <strong>for</strong> Protein Forskning<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere, 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Massespektrometri, proteomics<br />

Abstract<br />

I fødevareindustrien er anvendelsen af nanopartikler støt stigende. Disse nanopartikler bliver<br />

f.eks. brugt til at <strong>for</strong>længe holdbarheden af fersk kød <strong>og</strong> andre fødevarer. Det sker typisk ved, at<br />

fødevareemballager coates med en film af nanopartikler som virker antimikrobiel. Der er en stigende<br />

bekymring i befolkning omkring denne anvendelse i <strong>for</strong>hold til folkesundheden. Der<strong>for</strong><br />

skal de eventuelle skadelige virkninger af nanopartikler i mennesker undersøges nøjere. I dette<br />

projekt kommer I til at dyrke <strong>og</strong> udsætte humane cellekulturer <strong>for</strong> nanopartikler med <strong>for</strong>skellige<br />

fysiske/kemiske egenskaber. Vi vil <strong>for</strong>søge ved hjælp af massespektrometrisk proteomics, at undersøge<br />

om nanopartikler fører til en større grad af apoptosis (celle død) i humane celler. Data vil<br />

blive analyseret manuelt <strong>og</strong> ved brug af databasesøgning.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=do-nanoparticles-in-food-pose-health-risk<br />

Timothy V. Duncan, Applications of nanotechnol<strong>og</strong>y in food packaging and food safety: Barrier<br />

materials, antimicrobials and sensors, Journal of Colloid and Interface Science<br />

Volume 363, Issue 1, 1 November 2011, Pages 1-24.<br />

20


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 19. Fluorescent light from the oceans<br />

Vejleder: Adelina R<strong>og</strong>owska-Wrzesinska, adelinar@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: Protein Research Group<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

The course will be held in English.<br />

Keywords: green fluorescent protein, mass spectrometry; Galathea 3 expedition<br />

Abstract<br />

The use of GFP – green fluorescent protein in the field of biotechnol<strong>og</strong>y and medicine has expanded<br />

dramatically over the past years. Aequorea victoria -green fluorescent protein and its<br />

homol<strong>og</strong>ues from other organisms have multiple applications. As molecular markers they are<br />

used to visualise intracellular processes like gene expression or protein interactions. They also<br />

play important role in cancer diagnosis and treatment. Awareness of the great potential of GFP<br />

and its variants motivates the search <strong>for</strong> novel fluorescent proteins which exhibit stronger fluorescence<br />

and are more stable.<br />

The objective of the present work is to search <strong>for</strong> novel fluorescent proteins. Our samples,<br />

mostly corals were collected by night diving in the coral reefs at the Solomon and Virgin Islands<br />

during the Danish Galathea 3 Expedition (August 2006 to May 2007). The experimental workflow,<br />

presented in the above figure, will take advantage of 2-dimensional gel electrophoresis and<br />

mass spectrometry to isolate and sequence novel fluorescent proteins.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Wojdyla, K.; R<strong>og</strong>owska-Wrzesinska, A.; Wrzesinski, K.; Roepstorff, P., Mass spectrometry based<br />

approach <strong>for</strong> identification and characterisation of fluorescent proteins from marine organisms.<br />

Journal of Proteomics 2011, 75, (1), 44-55.<br />

21


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 20. Fremstilling af lysopfangende<br />

nanostrukturer (protoceller).<br />

Vejleder: Pierre-Alain Monnard, monnard@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: FLinT lab<br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 3 deltagere / En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Self-assembly, protoceller, fedtsyrer, polycykliske aromatiske hydrocarboner<br />

Abstract<br />

Tidligt i jordens historie besad de cellulære <strong>for</strong>stadier, som f.eks. protoceller, sandsynligvis<br />

membranagtige grænseflader bestående af spontant dannet dobbeltlag af fedtstoffer. Disse dobbeltlag<br />

har så stor lighed med nutidige cellers cellemembraner, at det antages, at de tidlige membraner<br />

kan have spillet en væsentlig rolle i protocellers funktioner, f.eks. ved at opfange lysenergi.<br />

Omdannelsen af den engergi, frembragte nye kemiske bindinger, har udgjort de første afgørende<br />

evolutionære skridt mod en celle, som vi kender den i dag, <strong>for</strong>di den tillod en semiautonom<br />

kontrolleret metabolisme at opstå.<br />

Projektet går ud på at designe <strong>og</strong> fremstille strukturer bestående af et dobbeltlag af fedtsyrer med<br />

en hydrofob kerne. Den hydrofobe kerne indeholder lysabsorberende polycykliske aromatiske<br />

hydrocarboner (PAHs). Strukturerne fremstilles ved pH-vesikulering. En succesfuld fremstilling<br />

vil frembringe nanostrukturer, der er i stand til at omdanne lysenergi til en kemisk gradient. Undersøgelser<br />

af strukturerne vil <strong>for</strong>egå via UV- <strong>og</strong> fluorescens-spektroskopi samt mikroskopi.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, NAT), Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemikere<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Monnard PA and Deamer, DW 2003 Methods in Enzymol<strong>og</strong>y, 372, 133-151.<br />

Deamer, D. W., 1992. Adv. Space Res. 12 (4), (4)183-189.<br />

Lakowicz, J.R., Principles of Fluorescence Spectroscopy, second Edition 1999.<br />

22


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 21. Fysiol<strong>og</strong>iske undersøgelser af marsvin<br />

Vejleder: Magnus Wahlberg, magnus@fjord-baelt.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Marinbiol<strong>og</strong>isk Forskningscenter, Kerteminde<br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: 3-5, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: marsvin, bioakustik, populationsbiol<strong>og</strong>i,<br />

Abstract<br />

Marsvinet er den eneste hval, der yngler i de danske farvande. Hvaler er pattedyr, som lever hele<br />

sit liv i vand. De skal finde byttedyr så som fisk <strong>og</strong> blæksprutte, parre sig, føde kalve, give mælk<br />

<strong>og</strong> sove, alt sammen i vand. Deres kropsfunktioner følger med i årstidernes <strong>for</strong>andringer, så at de<br />

opbygger et meget tykt spæklag hver vinter <strong>for</strong> at isolere sig mod kulden. I dette projekt bruger<br />

vi de trænede marsvin ved Fjord <strong>og</strong> Bælt til at <strong>for</strong>stå, hvordan disse dyre er tilpassede livet under<br />

vand. Gennem at veje dyrene <strong>og</strong> måle deres længde, spæktykkelse, hjerterate m.v. <strong>og</strong> gennem at<br />

sammenligne med data indsamlet gennem de seneste år lærer vi om deres fysiol<strong>og</strong>i. Derudover<br />

studerer vi deres evner til at fange fisk gennem så kaldt ekkolokalisering.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat) <strong>og</strong> Signalanalyse<br />

Anbefales: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

23


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 22. Første-passagetidsproblemer <strong>og</strong> dynamik<br />

af protein-DNA vekselvirkninger<br />

Vejleder: Michael Andersen Lomholt, mlomholt@memphys.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Henvender sig til matematisk<br />

fysisk interesserede studerende.<br />

Keywords: Diffusion, søgeprocesser, differentialligninger med partielle afledede.<br />

Abstract<br />

Enkelte proteiner er i stand til <strong>for</strong>bløffende hurtigt at finde det specifikke sted på et langt DNA<br />

molekyle hvor det er meningen de skal binde. Denne effektivitet opnår de ved at kombinere to<br />

strategier til søgeprocessen: almindelig diffusion i væsken omkring DNA-molekylet (3 dimensional<br />

diffusion) afbrudt af perioder hvor proteinet er bundet til DNA-molekylet <strong>og</strong> istedet er begrænset<br />

til at glide langs dette (en-dimensional diffusion). Den matematiske beskrivelse af denne<br />

søgeprocess involverer diffusionligninger i en <strong>og</strong> tre dimensioner, med led der beskriver skiftende<br />

mellem de to strategier.<br />

I projektet kan emnet angribes på to måder:<br />

1) De grundliggende differentialligninger løses analytisk.<br />

2) Søgeprocesses kan simuleres på en computer som en random walk, <strong>og</strong> de data der kommer ud<br />

behandles statistisk.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemikere.<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Udvalgte afsnit af:<br />

H.C. Berg, "Random Walks in Biol<strong>og</strong>y".<br />

P. Nelson, "Biol<strong>og</strong>ical Physics"<br />

For mere in<strong>for</strong>mation rettes henvendelse til Michael Lomholt.<br />

24


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 23. Får jeg rigtig mængde af mit lægemiddel?<br />

Vejledere: Annette Bauer-Brandl, annette.bauer@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>ter: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik <strong>og</strong> Kemi <strong>og</strong> farmaci (FKF),<br />

Praktisk del: undervisningslab (FKF)<br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. Projektet er primært<br />

d<strong>og</strong> ikke udelukkendes tænkt til farmaceutstuderende<br />

Keywords: dosering af lægemidler, dråber, sirup, opløsning<br />

Abstrakt<br />

I tilfælde der patienten skal dosere et lægemiddel selv som ikke er <strong>for</strong>håndsdoseret (f.x. løsninger<br />

<strong>og</strong> dråber) er det vigtigt at patienten klarer at får nøjagtigt mængden som en skal ha. Tænker vi<br />

på stærk virkende lægemidler <strong>og</strong> på børn, så er dette særdeles vigtigt. Der kan tænkes flere eksempler<br />

på andre lægemiddel<strong>for</strong>mer end dråber <strong>og</strong> opløsninger <strong>og</strong>så, f. eksempel tabletter, når de<br />

deles i brøkdele.<br />

Der findes internationale regler, hvor akkurat mængden lægemiddelstoff skal stemme i hele tabletter,<br />

<strong>og</strong> hvor akkurat indholdet (koncentration) af løsninger <strong>og</strong> dråber skal være.<br />

Vi tager udgangspunkt i flydende lægemidler, der tages oralt, dvs. de som synkes. For løsninger<br />

findes der <strong>for</strong>skellige ud<strong>for</strong>mninger af medicinmål. Hvor nøjagtig kan man dosere med disse?<br />

Hvor nemt er disse at bruge – med den aktuelle løsning / suspension?<br />

N<strong>og</strong>le løsninger doseres som dråber der tælles. Der kan det tænkes at dråbestørrelse ikke altid er<br />

ligt, fx. afhængig hvordan flasken holdes, om den ristes under dråbedannelse etc.. Videre kan det<br />

tænkes at dråbestørrelsen afhænger af fysisk-kemiske egenskaber til væsken, <strong>og</strong> n<strong>og</strong>le egenskaber<br />

til dryppeflasken.<br />

For at have mest mulig bredde i undersøgelser, samles der gamle medicinflasker hos familie <strong>og</strong><br />

venner. Der defineres fysikalsk-kemisk opløsning, suspension, løsemiddel, densitet, overfladespenning,<br />

temperatureffekter.<br />

Målet <strong>for</strong> projektet er at finde ud, hvor nøjagtigt flydende lægemidler kan doseres med de <strong>for</strong>skellige<br />

medicinmål <strong>og</strong> dryppeflasker. Hvilke egenskaber til lægemidlet <strong>og</strong> omgivelse kan virke<br />

ind på nøjagtigheden af doseringen? Er dette af praktisk betydning <strong>for</strong> doseringen af disse lægemidler?<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over artikler:<br />

Pharmacopoia Europaeia 7.0: Mon<strong>og</strong>rafi ”Uni<strong>for</strong>mity of dosage units” (via web-bibliotek)<br />

www.medicin.dk – generelt om mediciner – egenskaber af lægemidler<br />

Brown D; Ford J L; Nunn A J; Rowe P H: An assessment of dose-uni<strong>for</strong>mity of samples delivered<br />

from paediatric oral droppers. Journal of clinical pharmacy and therapeutics (2004), 29(6),<br />

521-9.<br />

Peacock G., Parnapy S., Raynor S., Wetmore S.: Accuracy and precision of manufacturersupplied<br />

liquid medication administration devices be<strong>for</strong>e and after patient education, J. Am.<br />

Parm. Assoc (2010), 50 (1), 84-86.<br />

25


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 24. Genetiske variationer i Cytochrom P450<br />

med betydning <strong>for</strong> lægemidlers metabolisme<br />

Vejleder: Rasmus Steen Pedersen, rpdersen@health.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Sundhedstjeneste<strong>for</strong>skning (IST)<br />

Praktisk del: Laboratorium, Klinisk Farmakol<strong>og</strong>i (Winsløwparken)<br />

Gruppeplacering: Videncenteret, grupperum, læsesale (Winsløwparken)<br />

Gruppestørrelse: 3-5. En gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes kun til NAT507 studerende.<br />

Der er mødepligt på alle fastlagte vejledning- <strong>og</strong> laboratorie-tidspunkter (naturligvis<br />

under hensyntagen til anden undervisning).<br />

Keywords: DNA, genetiske variationer, PCR, Cytochrom P450, lægemiddelmetabolisme.<br />

Abstract<br />

Der findes i leveren en række enzymer, kaldet cytochrom P450 enzymer (CYP´er), der primært<br />

er ansvarlige <strong>for</strong> nedbrydningen af lægemidler <strong>og</strong> andre organismefremmede stoffer. CYP´erne<br />

er således ofte ansvarlig <strong>for</strong> koncentrationen af lægemidlet som det enkelte individ har i blodet<br />

<strong>og</strong> dermed <strong>og</strong>så ofte <strong>for</strong> effekten af behandlingen <strong>og</strong> graden af evt. bivirkninger. N<strong>og</strong>le individer<br />

har genetiske variationer (genotyper), der nedsætter eller øger aktiviteten af enkelte eller flere af<br />

disse CYP´er. Disse genetiske variationer kan således øge risikoen <strong>for</strong> bivirkninger eller <strong>for</strong>årsage<br />

manglende effekt ved behandling med en række lægemidler.<br />

Projektdeltagere vil få instruktion i elementære laboratorieteknikker <strong>for</strong> arbejde med blod, DNA<br />

<strong>og</strong> PCR-produkter.<br />

Projektdeltagere skal isolere <strong>og</strong> karakterisere DNA fra blod.<br />

Herefter skal udvalgte genetiske CYP-variationer bestemmes ved Real-Time polymerase chain<br />

reaction (PCR) <strong>og</strong> betydningen af disse diskuteres.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Farma, Sund)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Udvalgte kapitler i Kampmann et al. ”Basal <strong>og</strong> Klinisk Farmakol<strong>og</strong>i”. FADL´s <strong>for</strong>lag.<br />

Brøsen K, ”Klassisk farmak<strong>og</strong>enetik” Ugeskr Læger 2005; 167/20: 2143-5.<br />

26


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 25. Genregulatoriske RNA molekyler.<br />

Vejleder: Poul Valentin-Hansen; valentin@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: BMB<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltager. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Genregulering, Molekylær biol<strong>og</strong>i, Mikrobiol<strong>og</strong>y<br />

Abstract<br />

Gennem de seneste år er det blevet klart at små RNA molekyler (sRNAer) spiller en afgørende<br />

rolle <strong>for</strong> regulering af genudtryk i alle typer af organismer. Mange af disse RNAer virker vha.<br />

base-parring til bestemte mRNAer, herved translationen af mRNAerne påvirkes enten negativt<br />

eller positivt. I særdeleshed har man fundet at baseparrende sRNAer er meget vigtige <strong>for</strong> differentiering<br />

af celler.<br />

Bakterier som E. coli <strong>og</strong> Salmonella kan, afhængig af omgivelserne, udvise fundamental <strong>for</strong>skellig<br />

adfærd. De kan <strong>for</strong>ekomme som bevægelige enkeltceller, der svømmer rund <strong>og</strong> opsøger den<br />

bedste føde, eller som fastsiddende celler der danner en ekstracellulær matrix, som giver anledning<br />

til celle-aggregering <strong>og</strong> dannelse af biofilm. Skiftet fra den mobile enkelt-celle livsstil til<br />

den adhæsive multicellulære livsstil kræver en drastisk ompr<strong>og</strong>rammering af genudtryk <strong>og</strong> involverer<br />

bl.a. syntese af adhæsive fiber på overfladen af cellerne. Disse bestå af sukkerpolymere<br />

(cellulose <strong>og</strong> kitin) eller en proteinpolymere kaldet curli. Dannelse af adhæsive fiber kan let moniteres,<br />

idet disse binder til det hydrofobe farvestof Congo Red. Herved farves kolonier af adhæsive<br />

bakterier røde når de gror på agar plader. Syntese af adhæsive fiber resulterer desuden i coaggregering<br />

af celler <strong>og</strong> dannelse af kolonier med en bestemt morfol<strong>og</strong>i.<br />

I projektet skal vi vha. de beskrevne fænotyper undersøge, hvorledes ekspression af en række<br />

sRNAs påvirker syntesen af curli <strong>og</strong> kitin fiber <strong>og</strong> dermed den adhæsive multicellulære livsstil.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Barnhart MM, Chapman MR (2006) Curli bi<strong>og</strong>enesis and function. Annu Rev Microbiol 60: 131-<br />

147. Jørgensen MG, Nielsen JS, Boysen A, Franch T, Møller-Jensen J, Valentin-Hansen P Small<br />

regulatory RNAs control the multi-cellular adhesive lifestyle of Escherichia coli. Mol Microbiol<br />

in Press.<br />

27


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 26. Gensekventering <strong>og</strong> artsbestemmelse<br />

Vejledere: Finn Kirpekar, f.kir@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere pr. gruppe. 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Nye organismer, DNA, evolution, molekylærbiol<strong>og</strong>i<br />

Abstract<br />

Hvordan bestemmer man egentlig slægtskabet mellem <strong>for</strong>skellige organismer? På en eller anden<br />

måde kikker man på ligheder <strong>og</strong> <strong>for</strong>skelle; men hvilke egenskaber er relevante at sammenligne<br />

<strong>og</strong> på hvilket niveau skal man undersøge? F.eks. ligner mange mikroorganismer hinanden under<br />

mikroskopet <strong>og</strong> kan der<strong>for</strong> ikke umiddelbart identificeres. Moderne metoder til identifikation er<br />

baseret på gensekvenser. Ændringer i gensekvenser er et resultat af organismers evolution, <strong>og</strong><br />

DNA-sekvenser giver således in<strong>for</strong>mation om organismens placering på livets træ (organismernes<br />

"fyl<strong>og</strong>eni").<br />

Under projektet vil deltagerne isolere DNA fra en selvvalgt organisme, som endnu er ikke blevet<br />

karakteriseret ved gensammenligning. På baggrund af litteratur- <strong>og</strong> databaser-studier udvælges<br />

gener, som er velegnede til artsbestemmelse, <strong>og</strong> amplificeres v.h.a. polymerase chain reaction<br />

(PCR). De resulterende gener sekventeres <strong>og</strong> resultaterne sammenlignes med in<strong>for</strong>mationer i databaser,<br />

således at man kan bestemme organismens identitet <strong>og</strong> relationer til andre organismer.<br />

Et vellykket resultat vil blive deponeret i en database (GenBank), <strong>og</strong> vil således være en bidrag<br />

til vores samlede viden om livets diversitet.<br />

Der vil blive anvendte standardteknikker til arbejde med DNA, herunder oprensning, PCR <strong>og</strong><br />

gensekventering (evt. kloning), samt arbejde med databaser på internettet <strong>og</strong> anvendelse af computerpr<strong>og</strong>rammer<br />

til sekvensanalyse <strong>og</strong> fremstilling af fyl<strong>og</strong>enetiske træer.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metodeartikler, som udleveres til de studerende<br />

J. B. Reece et al. Campbell Biol<strong>og</strong>y (9. udgave). Kapitel 20 (s. 449-451) <strong>og</strong> Kapitel 26.<br />

Ratnasingham, S. & Hebert, P. D. N. (2007). BOLD: The Barcode of Life Data System<br />

(www.barcodinglife.org). Molecular Ecol<strong>og</strong>y Notes 7, 355–364.<br />

J. R. Cole et al. (2008): The Ribosomal Database Project: improved alignments and new<br />

tools <strong>for</strong> rRNA analysis. Nucleic Acids Res. 37, Database issue D141–D145.<br />

28


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 27. HIV lægemidler<br />

Vejleder: Erik Bjerregaard Pedersen, erik@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: Laboratoriearbejde med syntese i de midterste projektuger<br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: HIV, AIDS, medicinalkemi, kemisk litteratursøgning, organisk kemi, syntese<br />

Abstract<br />

De første patenter på lægemidler mod HIV er allerede udløbet. Der er der<strong>for</strong> gode muligheder <strong>for</strong><br />

at markedsføre konkurrencedygtige produkter, som vil gøre AIDS medicin billigere. I projektet<br />

skal du komme med dit <strong>for</strong>slag til hvilken syntesevej, der kan vælges. Dette gøres på grundlag af<br />

litteraturstudier, hvor du får overblik over godkendte HIV lægemidler <strong>og</strong> deres virkningsmekanisme.<br />

For det valgte lægemiddel laves der en oversigt over mulige syntesemetoder, der er beskrevet<br />

i litteraturen. Der udarbejdes et pr<strong>og</strong>ram <strong>for</strong>, hvordan et enkelt eller flere trin i syntesemetoden<br />

kan gennemføres. Dette efterprøves i laboratoriet på et passende modelsystem, eller evt.<br />

på selve drugsyntesen. Den praktiske del af projektet udføres i et øvelseslaboratorium ved <strong>Institut</strong><br />

<strong>for</strong> Fysik <strong>og</strong> Kemi, hvor den praktiske del har følgende indhold:<br />

• Litteratursøgning efter egnede syntesemetoder<br />

• Laboratoriesynteser<br />

• Verifikation vha. spektroskopi<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

De Clercq, Erik, New Approaches toward Anti-HIV Chemotherapy, Journal of Medicinal Chemistry<br />

(2005), 48(5), 1297-1313.<br />

Der udleveres tutorials til SciFinder til oplæring i kemisk litteratursøgning.<br />

29


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 28. Hormone and cytokines regulation of<br />

cellular processes in cells of mesenchymal origin<br />

Vejleder: Irina Kratchmarova, ihk@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: CEBI<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB, bygning 37<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. The project will be<br />

held in English<br />

Keywords: signaling, secreted hormones and cytokines, inhibitors<br />

Abstract<br />

The response of cells to even slight changes in the cellular microenvironment determines the reaction<br />

of the whole organism and its ability to adapt to macroenvironmental alterations. The different<br />

cell types that build the various organs and tissues have an enormous potential to produce<br />

proteins that once secreted in the extracellular space exert their action in an auto-, para- and/or<br />

endocrine manner. The secreted factors, which range from large proteins to short peptides, are<br />

divided into different groups or classes according to their structural properties and function. The<br />

prototypical secreted proteins are represented by the group of proteins found in the blood stream<br />

and other body fluids, the components of the extracellular matrix and enzymes released in the<br />

intestine and stomach. An intriguing group of secreted factors comprise cell surface receptor<br />

ligands, such as hormones, growth factors and cytokines. These proteins exert their actions either<br />

on limited number of responsive tissues or act on virtually all cell types dependent on the expression<br />

of their specific receptors. It is essential to decipher in depth the signaling events that are<br />

triggered by the various hormones and growth factors to understand the general mechanisms of<br />

the biol<strong>og</strong>ical processes that occur in a strictly controlled fashion in both space and time. The<br />

processes that secreted factors can influence and directly regulate can range from cellular differentiation,<br />

growth and survival to apoptosis, autophagy and ageing. In addition, a growth factor<br />

can often exert a divergent and even opposite effect depending on the cell type and cellular state.<br />

Malfunction of the signaling cascades orchestrated by secreted factors can have severe consequences<br />

and lead to development of a series of complicated diseases and disorders.<br />

Plan <strong>for</strong> experimental work: In this project we will study the effect of specific hormone /cytokine<br />

treatment of human and mouse mesenchymal cells, such as fat, muscle, bone or blood cells. Using<br />

Western blotting the changes induced by differential treatment will be observed and validated.<br />

The utilization of inhibitors of cell signalling would underscore the importance of a given<br />

signalling pathway in the determination of the mesenchymal cell fate. The project provides an<br />

opportunity to work with cell culture and some of the basic molecular biol<strong>og</strong>y techniques.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Kratchmarova I, Blagoev B, Haack-Sorensen M, Kassem M, Mann M. Mechanism of divergent<br />

growth factor effects in mesenchymal stem cell differentiation. Science. 2005;308(5727):1472-<br />

7.; Schlessinger J. Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell. 2000, 103(2):211-25.; Hunter<br />

T. Signaling--2000 and beyond. Cell. 2000, 100(1):113-27.<br />

30


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 29. Hvad sker der på bunden af den<br />

Mexicanske Golf?<br />

Vejleder: Hannah Sophia Weber, hannah@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

Kirsten Habicht, khabicht@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Vejledning vil være på engelsk<br />

Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Sediment fra dybhavet, Mexicanske Golf, kulstof <strong>og</strong> svovl kredsløbet<br />

Abstract<br />

På bunden af den Mexicanske Golf findes højsaline søer (brine-søer) <strong>og</strong> mudder vulkaner. Vandet<br />

i disse miljøer strømmer op til havbunden fra de dybe lag under sedimentoveroverfladen <strong>og</strong><br />

er ekstremt saltholdigt, iltfrit <strong>og</strong> indeholder store mængder af energirige<br />

komponenter, som kan bruges som føde <strong>for</strong> mange <strong>for</strong>skellige mikroorganismer<br />

(Joye et al., 2009). Habitaterne omkring brine-søerne<br />

<strong>og</strong> mudder vulkanerne er meget <strong>for</strong>skellige, <strong>og</strong> mikrobiol<strong>og</strong>ien under<br />

disse <strong>for</strong>hold er endnu ikke velbeskrevet.<br />

Hvilke bakterier er de mest aktive <strong>og</strong> hvordan er de tilpasset de <strong>for</strong>hold<br />

Fig. 1. Udgasning mudder vulkan; <strong>for</strong>an: arm<br />

af <strong>for</strong>sknings ubåd Alvin (M. Joye).<br />

de lever under? Hvordan får de energi <strong>og</strong> hvordan påvirker de stofkredsløbet?<br />

Hvad <strong>for</strong>tæller disse ekstreme <strong>for</strong>hold os om jordens evolution?<br />

Ved at manipulere bi<strong>og</strong>eokemien i sediment (slurry) inkubationer, kan<br />

vi få en indsigt i kulstof (især acetat <strong>og</strong> metan) samt svovl kredsløbet,<br />

samt indsigt i metabolismen af de involverede bakterielle samfund i<br />

<strong>for</strong>skellige brine-søer of mudder vulkaner.<br />

I vil lære bi<strong>og</strong>eokemiske standardmetoder som f.eks. <strong>for</strong>beredelse af<br />

slurry, udtagelse af sediment- <strong>og</strong> porevandsprøver, ekstraktion <strong>og</strong> bestemmelse<br />

af porevandets komponenter <strong>og</strong> bestemmelse af metankoncentrationer.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

1. Joye SB, Samarkin VA, Orcutt BN, MacDonald IR, Hinrichs K-U, Elvert M, Teske AT,<br />

Lloyd KG, Lever MA, Montoya JP, Meile CD (2009) Metabolic variability in seafloor brines<br />

revealed by carbon and sulphur dynamics. Nature Geoscience 2, 349-354.<br />

2. Orcutt B, Samarkin VA, Boetius A, Joye SB (2008) On the relationship between methane production<br />

and oxidation by anaerobic methanotrophic communities from cold seeps of the Gulf of<br />

Mexico. Evironm. Microbiol. 10 (5), 1108-1117.<br />

3. Orcutt B, Boetius A, Elvert M, Samarkin VA, Joye SB (2005) Molecular bi<strong>og</strong>eochemistry of<br />

sulfate reduction, methan<strong>og</strong>enesis and the anaerobic oxidation of methane at Gulf of Mexico cold<br />

seeps. Geochim. Et Gosmochim. Act. 69 (17), 4267-4281.<br />

31<br />

Fig. 2. Svovl skorpe på bunden af Meksikanske<br />

Golf (HS Weber)


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 30. Hvordan opstår en Listeria infektion?<br />

Vejleder: Birgitte H. Kallipolitis, bhk@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong>tets øvelseslaboratorium <strong>og</strong>/eller <strong>for</strong>skningsgruppens laboratorium<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB.<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Infektionssygdomme, pat<strong>og</strong>ene bakterier<br />

Abstract<br />

Infektionssygdomme udgør på verdensplan en af de hyppigste årsager til dødsfald. Sygdomme så<br />

som tuberkulose, meningitis, lungebetændelse, kolera, diarré, mavesår samt visse <strong>for</strong>mer <strong>for</strong><br />

kræft kan således skyldes pat<strong>og</strong>ene bakterier. For en pat<strong>og</strong>en bakterie er evnen til at vokse <strong>og</strong><br />

overleve under stressende omstændigheder af stor betydning <strong>for</strong> bakteriens sygdomsfremkaldende<br />

evne. Under en infektion bliver bakterierne udsat <strong>for</strong> et massivt angreb fra værtsorganismens<br />

immunsystem samt – hvis infektionen bliver behandlet – antibiotika. I det ydre miljø bliver pat<strong>og</strong>ene<br />

bakterier ligeledes udsat <strong>for</strong> stress. F.eks. skal bakterier på vores hud kunne modstå udtørring<br />

<strong>og</strong> sur pH, <strong>og</strong> fødevarebårne pat<strong>og</strong>ene bakterier skal kunne overleve <strong>og</strong> vokse under omstændigheder,<br />

som normalt benyttes til at <strong>for</strong>længe holdbarheden af vores fødevarer.<br />

I projektets teoretiske del kan man beskæftige sig med den fødevarebårne infektionssygdom<br />

Listeriose, som <strong>for</strong>årsages af bakterien Listeria monocyt<strong>og</strong>enes (se billedet neden<strong>for</strong>). Listeriose<br />

er en livstruende sygdom med en høj dødelighed (ca. 30%). I løbet af 2011 har bakterien bl.a.<br />

været årsag til et større udbrud i USA pga. kontaminerede cantaloupe meloner (se billedet neden<strong>for</strong>).<br />

I projektets praktiske del kan man undersøge, hvordan bakterien Listeria monocyt<strong>og</strong>enes<br />

responderer på <strong>for</strong>skellige stressomstændigheder, svarende til hvad bakterierne kan bliver udsat<br />

<strong>for</strong> under en infektion <strong>og</strong>/eller i miljøet. Det vil f.eks. være muligt at undersøge, hvordan bakterier<br />

kan overleve kroppens <strong>for</strong>svarsmekanismer, antibiotika, metoder til fødevarekonservering,<br />

eller rengøring af f.eks. hospitalsudstyr. Metoder, som kan anvendes i projektet, inkluderer:<br />

vækst<strong>for</strong>søg, drabs<strong>for</strong>søg, DNA- <strong>og</strong> proteinoprensning, gelelektro<strong>for</strong>ese, PCR til identifikation af<br />

bakterier, m.fl.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen.<br />

Listeria Cantaloupe melon<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

US outbreak: http://en.wikipedia.org/wiki/2011_United_States_listeriosis_outbreak<br />

32


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 31. Hvordan tegner man en ret linje?<br />

Vejleder: Bjarne Toft, btoft@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Teoretisk arbejde<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Ret linje, cirkel, punkts potens, elementær plangeometri.<br />

Abstract<br />

Hvis man ikke har en lineal, findes der så en måde at sætte n<strong>og</strong>le pinde sammen på, så man får et<br />

apparat der kan tegne en perfekt ret linje (på samme måde som passeren tegner en perfekt cirkel)?<br />

Svaret er JA - at finde ud af det involverer et studium af elementær plangeometri. Elementære<br />

resultater om punkter, linjer <strong>og</strong> cirkler i planen skal benyttes <strong>for</strong> at løse problemet. Efter at<br />

problemet er løst kan det <strong>for</strong> eksempel overvejes hvor få pinde der skal til. Og man kan jo evt.<br />

lave apparatet rent fysisk <strong>og</strong> se om det <strong>og</strong>så virker i praksis!<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Der udleveres en artikel af Julius Petersen fra 1880‟erne, med nutidige kommentarer (af vejlederen).<br />

Geometri skolebøger (fra dengang geometri var mere i højsædet) vil <strong>og</strong>så blive udleveret<br />

som baggrundsmateriale.<br />

33


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 32. Høretest af marsvin<br />

Vejleder: Meike Linnenschmidt <strong>og</strong> Magnus Wahlberg, magnus@fjord-baelt.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Marinbiol<strong>og</strong>isk Forskningscenter, Kerteminde<br />

Gruppeplacering: Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: 3-5. En gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: marsvin, bioakustik<br />

Abstract<br />

Marsvinet bruger ekkolokalisering til orientering <strong>og</strong> fiskefangst under vandet. Ekkolokalisering<br />

består af to dele: lydproduktion <strong>og</strong> hørelse. Marsvin <strong>og</strong> andre tandhvaler producerer lyde af høje<br />

frekvenser i væv lige under blæsehullet. De dirigerer lyden ud fra hovedet med hjælp af en slags<br />

fedtvæv som kaldes melonen. Når lyden rammer en fisk <strong>og</strong> andre ting i vandet kommer der ekkoer<br />

tilbage. Disse ekkoer kan marsvinet høre <strong>og</strong> bruge dem <strong>for</strong> at finde ud af, hvilken slags genstand<br />

det drejer sig om. Der<strong>for</strong> er hørelsen en meget vigtig sans <strong>for</strong> marsvinet, <strong>og</strong> den er meget<br />

specialiseret hos denne art.<br />

Men, hvad <strong>og</strong> hvordan hører marsvin?<br />

I gamle dage var det meget tidskrævende at træne dyr til en høretest. Med en ny metode som<br />

hedder ABR (engelsk <strong>for</strong> Auditory Brainstem Response) er det nemmere <strong>og</strong> hurtigere at undersøge<br />

hørelsen fra mange <strong>for</strong>skellige dyr. Hos marsvinene sætter vi små elektroder i sugekopper<br />

på ryggen. Med elektroderne kan vi optage signalerne fra marsvinets hjerne. Gennem at afspille<br />

lyde <strong>for</strong> marsvinet imens vi måler dets hjerneaktivitet kan vi finde ud af hvor godt marsvinet hører.<br />

De studerende lærer om marsvinenes biol<strong>og</strong>i (specielt høresansen), træning af dyr, den fysiol<strong>og</strong>iske<br />

metode ABR, teknisk udstyr <strong>og</strong> analyse af data med <strong>for</strong>skellige computer pr<strong>og</strong>rammer.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat) <strong>og</strong> Signalanalyse<br />

Anbefales: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

34


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 33. Hånddominans hos aber i ZOO<br />

Vejleder: Ole Næsbye Larsen, onl@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Odense ZOO<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max. 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Hånddominans, adfærdsbiol<strong>og</strong>i, ZOO<br />

Abstract<br />

Dyrs adfærd lader sig med <strong>for</strong>del studere i zool<strong>og</strong>iske haver, akvarier <strong>og</strong> dyreparker. Her kan<br />

man være sikker på, at dyrene er til stede <strong>og</strong> kan iagttages, hvad der ikke altid er tilfældet i naturen.<br />

Dyrenes adfærd påvirkes selvfølgelig af de kunstige <strong>for</strong>hold, som de holdes under, idet <strong>for</strong><br />

eksempel fødetilgængelighed, prædationsrisiko <strong>og</strong> parringsmuligheder er anderledes <strong>og</strong> ofte mere<br />

begrænsede end under naturlige <strong>for</strong>hold. Der er d<strong>og</strong> andre sider af dyrenes biol<strong>og</strong>i, som må<br />

<strong>for</strong>ventes ikke at influeres af de unaturlige <strong>for</strong>hold i Zoo. For eksempel kan man undersøge, om<br />

der er hånddominans hos en abeart, idet aber evolutionært står mennesker nær, <strong>og</strong> de fleste mennesker<br />

som bekendt er mere tilbøjelige til at bruge højre hånd til krævende opgaver (har højrehåndsdominans)<br />

end venstre hånd. Det er d<strong>og</strong> <strong>og</strong>så muligt at studere såkaldt lateralisering hos<br />

andre dyregrupper i Zoo.<br />

I projektet arbejdes <strong>for</strong> eksempel med den store gruppe af svinehaleaber i Odense Zoo. I en<br />

kortvarig <strong>for</strong>undersøgelsesfase gør projektdeltagerne sig bekendt med abeflokken <strong>og</strong> mulighederne<br />

<strong>for</strong> visuel observation samt skaber overblik over de situationer, hvor hånddominans potentielt<br />

kommer til udtryk i <strong>for</strong>bindelse med <strong>for</strong> eksempel fødesøgning, pelspleje <strong>og</strong> aggressive interaktioner.<br />

I designfasen defineres ud fra <strong>for</strong>undersøgelsen målbare adfærdsvariable <strong>og</strong> det besluttes,<br />

hvorledes data skal indhentes <strong>og</strong> registreres. Her kan være tale om registrering med papir<br />

<strong>og</strong> blyant, med diktafon eller med videooptagelse. Desuden besluttes det, hvilken statistik der<br />

skal bruges i analysen af de indhøstede data, <strong>og</strong> det vurderes, hvor mange data der skal indhentes,<br />

<strong>og</strong> hvor mange dyr der skal observeres, <strong>for</strong> at en klar konklusion kan opnås. I dataindhøstningsfasen<br />

er alle projektdeltagere aktive i <strong>for</strong>ståelse med dyrepasserne. Dersom der hurtigt viser<br />

sig et tydeligt billede, kan man overveje at udvide undersøgelsen med et eksperimentelt element.<br />

For eksempel kan man lade aberne løse en manuel opgave, idet man <strong>for</strong>inden har opstillet<br />

en klar hypotese <strong>og</strong> klare <strong>for</strong>udsigelser, som lader sig teste.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metodeartikler, som udleveres til de studerende<br />

Uddrag af b<strong>og</strong>en: P. Martin & P. Bateson (2007): Measuring Behaviour. An Introductory Guide,<br />

Cambridge University Press.<br />

To instruktionsvideoer om metoder til brug ved adfærdsobservationer.<br />

35


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 34. Identificere bakterier <strong>og</strong> deres funktion i<br />

naturlige miljøer med nye molekylærøkol<strong>og</strong>iske<br />

teknikker<br />

Vejleder: Kirsten Habicht, khabicht@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

Hannah Sophia Weber, hannah@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong> (BI)<br />

Praktiske del: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong>. Prøveindsamling (1 dag)<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Bakterier, mikrobiol<strong>og</strong>i, fluorescens mikroskop, protomics.<br />

Abstract<br />

Bakterier findes over alt. N<strong>og</strong>le er skadelige <strong>for</strong> os mennesker, men de fleste i naturen er livsnødvendige<br />

<strong>for</strong> at vi overhoved kan leve på Jorden, da bakterier har stor betydning <strong>for</strong> at opretholde<br />

det økol<strong>og</strong>iske stofkredsløb. Der er der<strong>for</strong> stor interesse at finde ud af hvilke bakterier som<br />

lever i naturen, hvor mange der er af dem <strong>og</strong> hvad de laver. I de seneste år har det været muligt at<br />

identificere bakterier direkte fra naturen ved at fluorescensfarve bakteriernes DNA eller RNA<br />

hvorved bakterierne bliver synlige i et fluorescens mikroskop. Endvidere kan bakteriernes gen <strong>og</strong><br />

protein materiale <strong>for</strong>tælle hvilken funktion de potentielt kan udføre. I dette projekt vil vi bruge<br />

n<strong>og</strong>le af de nye molekylærøkol<strong>og</strong>iske teknikker til at kvantificere <strong>og</strong> identificere bakterie fra <strong>for</strong>skellige<br />

naturlige miljøer. For at kvantificere bakterierne kan vi undersøge 2 <strong>for</strong>skellige metoder<br />

(DAPI <strong>og</strong> CYBR green) <strong>og</strong> undersøge hvilke <strong>for</strong>dele <strong>og</strong> ulemper der er ved hver at disse metoder.<br />

For at identificere bestemte bakterier grupper fra det naturlige miljø vil I lære <strong>for</strong>dele <strong>og</strong><br />

ulemper ved de kendte fluorescens in-situ hybridiserings teknikker (FISH, cardFISH <strong>og</strong> mar-<br />

FISH) <strong>og</strong> anvende den metode som bedst passer til det miljø I ønsker at arbejder med. Endvidere<br />

kan vi måle hvor meget protein vi kan ekstraheret fra et naturligt miljø <strong>og</strong> kvantificere hvor meget<br />

materiale vi skal bruge til en proteom analyse.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Bottari, B, Ercolini D., Gatti, M & Neviani E (2006). Application of FISH technol<strong>og</strong>y <strong>for</strong> microbial<br />

analysis: current state and prospects. Appl. Microbiol. Biotechnol. Vol 73:485-494.<br />

Keller, M and Hettich R. (2009); Environmental Proteomics: a Paradigm shift in characterizing<br />

microbial activities at the molecular level. Microbiol<strong>og</strong>y and Molecular Biol<strong>og</strong>y Reviews, Vol.<br />

73: 62-70.<br />

36


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 35. I fodsporene på Alexander Fleming<br />

Vejleder: Michael Forth, m<strong>for</strong>th@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

Alexander Treusch, atreusch@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong> (BI)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max. 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. Vejledning <strong>for</strong>egår<br />

på engelsk<br />

Keywords: Mikrobiol<strong>og</strong>i i miljøet, organismer med antibiotiske egenskaber, antibiotika<br />

Abstrakt<br />

I 1928 blev penicillin opdaget af den skotske bakteriol<strong>og</strong> Alexander<br />

Fleming <strong>og</strong> dermed revolutioneredes verdenen inden<strong>for</strong> medicin<br />

<strong>og</strong> biol<strong>og</strong>i. Opdagelsen af antibiotika medførte, at selv alvorlige<br />

sygdomme kunne bekæmpes effektivt <strong>og</strong> derigennem øgedes <strong>og</strong>så<br />

muligheden <strong>for</strong> at helbrede inficerede mennesker <strong>og</strong> dyr.<br />

Siden er opdagelsen af mange andre antibiotika strømmet til <strong>og</strong> vi<br />

tager ofte lægemidlerne <strong>for</strong> givet uden at tænke over, hvor de<br />

kommer fra eller hvordan de er blevet til.<br />

I dette projekt vil vi <strong>for</strong>søge at finde, isolere <strong>og</strong> karakterisere antibiotika-producerende mikroorganismer<br />

fra miljøet omkring os. Til dette anvendes klassiske mikrobiol<strong>og</strong>iske metoder som berigede<br />

vækstmedier <strong>og</strong> selektive substrater.<br />

Vi vil altså prøve at gå samme vej som Sir Alexander Fleming, d<strong>og</strong> med den <strong>for</strong>skel at vi på <strong>for</strong>hånd<br />

ved, hvad vi leder efter <strong>og</strong> at vi har moderne mikrobiol<strong>og</strong>iske hjælpemidler til rådighed.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

4. M.T. Madigan, J.M. Martinko: Brock Biol<strong>og</strong>y of Microorganisms, 11. Edition<br />

5. Chapter 5: Nutrition, Laboratory Culture, and Metabolism of Microorganisms<br />

6. Chapter 18: Methods in Microbial Ecoloy<br />

37


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 36. Iltdynamik i marine sedimenter<br />

Vejleder: Ronnie N Glud, rnglud@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Fotosyntese, respiration, fauna, mikrosensorer<br />

Abstract<br />

Produktionen <strong>og</strong> nedbrydningen af organisk materiale i havbunden spiller en afgørende rolle <strong>for</strong><br />

de biol<strong>og</strong>iske <strong>og</strong> kemiske <strong>for</strong>hold i kystnære områder. Eksempelvis spiller balancen mellem bentiske<br />

mikroalgers fotosyntese <strong>og</strong> bakteriers (samt faunaens) respiration en stor rolle <strong>for</strong> ilttilgængeligheden<br />

ved havbunden. Denne balance styres af mange fysiske <strong>og</strong> kemiske <strong>for</strong>hold<br />

så som: temperatur, lys, hydrodynamik, salinitet, næringssalts koncentration, fauna aktivitet <strong>og</strong><br />

sedimentation.<br />

Ved hjælp af mikrosensorer <strong>og</strong> <strong>for</strong>skellige inkubations kan vi undersøge hvorledes ilt<strong>for</strong>holdene i<br />

havbunden varierer <strong>og</strong> hvordan <strong>for</strong>skellige faktorer regulerer iltsvindsdynamikken langs de danske<br />

kyster. Det er d<strong>og</strong> <strong>og</strong>så muligt at se på andre beslægtede problemstillinger - eksempelvis betydningen<br />

af fauna <strong>for</strong> ventilationen af havbunden eller betydningen af bentiske mikroalger <strong>for</strong><br />

the overordnede primær produktion eller nærringssalt dynamik i kystnære farvande.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Tema-raport fra DMU 42/2002 ”Stofomsætning i havbunden”<br />

Glud <strong>og</strong> Kühl (2006) kap 2” Havbundens stofomsætning ” i Naturen i Danmark: Havet<br />

(Eds:T Fenchel & K Sand Jensen),. Gyldendal<br />

Glud (2008) Oxygen dynamics of marine sediments. Mar Biol Res 4:243-289<br />

38


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 37. Importance of protein tyrosine<br />

phosphorylation <strong>for</strong> normal and cancer cell signaling.<br />

Vejleder: Blagoy Blagoev, bab@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: CEBI<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB, bygning 37<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: The project will be held in English.<br />

Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: signaling, phosphorylation, cancer, kinases, phosphatases, inhibitors<br />

Abstract<br />

In multicellular organisms the proper function and survival of every cell is dependent on intercellular<br />

signalling networks that control cells‟ growth, differentiation and metabolism. Deregulation<br />

of signaling, e.g. loss of growth control, is at the heart of numerous human diseases including<br />

cancer. Growth factors like the epidermal growth factor (EGF), nerve growth factor (NGF) and<br />

Insulin among others play a central role in these processes. The most distinguishing feature of<br />

the cellular signaling initiated by growth factors is the flow of tyrosine phosphorylation events<br />

occurring in the cells immediately after hormone stimulation. Improper actions of the proteins<br />

responsible <strong>for</strong> the reversible tyrosine phosphorylation, namely tyrosine kinases and phosphatases,<br />

are found in all human cancers and are the main cause <strong>for</strong> developing and maintaining the<br />

disease state. There<strong>for</strong>e, the development of specific inhibitors to various kinases and phosphatases<br />

take a central part of the drug-developing industry today.<br />

Plan <strong>for</strong> experimental work: In this project we will study protein tyrosine phosphorylation induced<br />

by growth factors in cancer cell lines using immunoprecipitation and Western blotting.<br />

This experiment will be repeated using specific inhibitors of tyrosine phosphatases in order to<br />

compare the cellular effects under these experimental conditions. The project will reveal both the<br />

global cellular phosphorylation responses as well as some of the key proteins involved in the<br />

signaling initiated by growth factors. The project provides an opportunity to work with cell culture<br />

and some of the major molecular biol<strong>og</strong>y techniques.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Blume-Jensen P, Hunter T. Onc<strong>og</strong>enic kinase signalling. Nature. 2001, 411(6835):355-65.<br />

Schlessinger J. Cell signaling by receptor tyrosine kinases. Cell. 2000, 103(2):211-25.<br />

Hunter T. Signaling--2000 and beyond. Cell. 2000, 100(1):113-27.<br />

39


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 38. Indkapsling af hydrofile molekyler i<br />

nanocontainere<br />

Vejleder: Pierre-Alain Monnard, monnard@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: FlinT lab<br />

Gruppeplacering: Bibioteket<br />

Gruppestørrelse: mindst 3 <strong>og</strong> max 3 deltagere / En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Indkapsling, Enkelt kæde amphiphiler, Vesikler, Ladede molekyler, protoceller<br />

Abstract<br />

Det er essentielt at <strong>for</strong>stå de processer der fører til indkapsling <strong>og</strong> tilbageholdelse af hydrofile<br />

molekyler i nanocontainere, som f.eks. fedtsyre visikler. Disse kan anvendes i <strong>for</strong>bindelse med<br />

udviklingen af nye leveringssystemer til lægemidler, til udviklingen af kemiske <strong>og</strong> biokemiske<br />

fabrikker på nanoskala såvel som til udvikling af protoceller.<br />

40<br />

Figur 1. Projekt skema. (1)-(5) Her ses fem<br />

<strong>for</strong>skellige enkelt kæde amphiphile blandinger.<br />

Hvis R er C17H35 (en dobbletbinding<br />

mellem C9 <strong>og</strong> C10) (1) oliesyre, en<br />

fedtsyrer (2) oliesyre <strong>og</strong> dens alkohol (3)<br />

oliesyre <strong>og</strong> glycerol monooleate, (4) oliesyre<br />

<strong>og</strong> oleyl amine (5) oliesyre <strong>og</strong> oleyltrimethyl-ammonium.<br />

Til venstre ses en skematisk repræsentation<br />

af projektets mål. Fra venstre mod højre en<br />

blanding af amphiphile molekuler som kan<br />

indkapsle hydrofile molekyler, en som er<br />

utæt <strong>og</strong> en blanding som ikke danner stabile<br />

vesikler.<br />

I dette projekt skal de studerende fremstille vesikler ud fra blandinger af amphiphile molekyler,<br />

der skal indkapsle hydrofile molekyler. Derefter skal indkapslings egenskaberne af vesiklerne<br />

sammenlignes på baggrund af deres sammensætning af amphiphile molekyler. Indkapslingen/tilbageholdelsen<br />

overvåges vha. en fluorescerende markør eller et kromo<strong>for</strong>t reporter molekyle.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Igen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Monnard PA and Deamer, DW 2003 Methods in Enzymol<strong>og</strong>y, 372, 133-151.<br />

Maurer et al., 2009 Astrobiol<strong>og</strong>y, 9, 979-987<br />

Lakowicz, J.R., Principles of Fluorescence Spectroscopy, second Edition 1999.


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 39. Interaktioner mellem kardiol<strong>og</strong>iske<br />

lægemidler<br />

Vejleder: Anton Pottegård apottegaard@health.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Sundhedstjeneste<strong>for</strong>skning afd. Klinisk farmakol<strong>og</strong>i<br />

Gruppeplacering: Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Winsløwsparken 19<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. Én gruppe kan arbejde emd projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes kun til NAT507 studerende.<br />

Keywords: evidensbaseret lægemiddelanvendelse, lægemiddelin<strong>for</strong>mation, simvastatin<br />

<strong>og</strong> interaktioner<br />

Abstract<br />

Odense Universitetshopsital har (i samarbejde med <strong>Syddansk</strong> Universitet) en Klinisk Lægemiddelrådgivning.<br />

Denne rådgivning er målrettet praktiserende- <strong>og</strong> sygehuslæger, som kan henvende<br />

sig vedrørende patientspecifikke lægemiddelproblemer. Spørgsmålene er ofte pga den specifikke<br />

patientsituation komplicerede, <strong>og</strong> svaret kan der<strong>for</strong> ikke umiddelbart findes i gængse opslagsværker<br />

<strong>og</strong> lærebøger. Viden på området er ofte begrænset, <strong>og</strong> det er nødvendig at gennemgå opdateret<br />

special litteratur <strong>og</strong> den nyeste <strong>for</strong>skning <strong>for</strong> at give et kvalificeret svar. Alle spørgsmål<br />

besvares ud fra videnskabelige evidensbaserede principper. Denne case tager dermed udgangspunkt<br />

i et konkret henvendelse fra en praktiserende læge:<br />

En 53-årig mand har igennem længere tid været i behandling <strong>for</strong> <strong>for</strong>højet blodtryk <strong>og</strong> type-2diabetes.<br />

Efter at patienten har fået konstateret hjerteflimmer er patienten blevet opstartet i verapamil<br />

(depottablet) 200mg 1 tablet dagligt. Patienten udvikler få dage efter opstart med verapamil<br />

kraftige muskelsmerter. Det mistænkes at dette skyldes at patienten <strong>og</strong>så får simvastatin<br />

40mg 1 tablet dagligt, da muskelsmerter er en kendt bivirkning til dette præparat.<br />

Hvad er årsagen til at symptomerne optræder nu?<br />

Er det nødvendigt at skifte simvastatinbehandlingen?<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Farma, Sund)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Ulla Hedegaard & overlæge Per Damkier. Klinisk farmakol<strong>og</strong>isk rådgivning i Odense 1997-<br />

2003. Ugeskr Læger 2004;166(45):4030<br />

Klinisk <strong>for</strong>sknings metode. Dirksen et al. Munksgård. København 1996<br />

41


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 40. Interaktion mellem fiskeolie <strong>og</strong><br />

acetylsalicylsyre <strong>og</strong> warfarin<br />

Vejleder: Dorthe Dideriksen ddideriksen@health.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Sundhedstjeneste <strong>for</strong>skning afd. Klinisk farmakol<strong>og</strong>i<br />

Gruppeplacering: Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Winsløwsparken 19<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes kun til NAT507 studerende.<br />

Keywords: evidensbaseret lægemiddelanvendelse, lægemiddelin<strong>for</strong>mation, fiskeolie, acetylsalicylsyre,<br />

warfarin <strong>og</strong> blødning.<br />

Abstract<br />

Odense Universitetshospital har (i samarbejde med <strong>Syddansk</strong> Universitet) en Klinisk Lægemiddelrådgivning.<br />

Denne rådgivning er målrettet praktiserende- <strong>og</strong> sygehuslæger, som kan henvende<br />

sig vedrørende patientspecifikke lægemiddelproblemer. Spørgsmålene er ofte pga den specifikke<br />

patientsituation komplicerede, <strong>og</strong> svaret kan der<strong>for</strong> ikke umiddelbart findes i gængse opslagsværker<br />

<strong>og</strong> lærebøger. Viden på området er ofte begrænset, <strong>og</strong> det er nødvendig at gennemgå opdateret<br />

special litteratur <strong>og</strong> den nyeste <strong>for</strong>skning <strong>for</strong> at give et kvalificeret svar. Alle spørgsmål<br />

besvares ud fra videnskabelige evidensbaserede principper. Denne case tager dermed udgangspunkt<br />

i et konkret henvendelse fra en praktiserende læge:<br />

En 65-årig mand med atrieflimren <strong>og</strong> mekaniske hjerteklapper behandles med warfarin <strong>og</strong> Hjertemagnyl,<br />

begge lægemidler der er kendt <strong>for</strong> at øge risikoen <strong>for</strong> blødning. Patienten vil gerne<br />

tage fiskeolie da han har hørt, at det er ”godt <strong>for</strong> hjertet”. Lægen spørger der<strong>for</strong>, 1) hvilken koagulationshæmmende<br />

effekt fiskeolier har <strong>og</strong> 2) vil fiskeolier medføre en øget risiko <strong>for</strong> blødninger,<br />

når patienten <strong>og</strong>så behandles med warfarin <strong>og</strong> acetylsalicylsyre?<br />

På baggrund et en udtømmelig søgning af tilgængelig videnskabelige litteratur skal projektet <strong>for</strong>søge<br />

at afdække en problemstilling som er på grænsen af den viden som vi har i dag<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Farma, Sund)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Ulla Hedegaard & overlæge Per Damkier. Klinisk farmakol<strong>og</strong>isk rådgivning i Odense 1997-<br />

2003. Ugeskr Læger 2004;166(45):4030<br />

Klinisk <strong>for</strong>sknings metode. Dirksen et al. Munksgård. København 1996<br />

42


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 41. Invasive marine arter – truer de<br />

havmiljøet?<br />

Vejleder: Erik Kristensen, ebk@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Nye arter, biodiversitet, økosystem, konkurrence<br />

Abstract<br />

Invasive arter er arter, der ikke er naturligt hjemmehørende i Danmark, men som ved menneskets<br />

hjælp er introduceret til landet. Ordet invasiv er i sit udgangspunkt aggressivt <strong>og</strong> indikerer en invandring<br />

som går ud over n<strong>og</strong>en. I n<strong>og</strong>le tilfælde er dette rigtigt, men i andre er det tale om en<br />

mere gradvis <strong>og</strong> i n<strong>og</strong>le tilfælde naturlig udveksling af arter (husk der er <strong>og</strong>så n<strong>og</strong>le arter som<br />

<strong>for</strong>svinder!), som endda kan vise sig at være gavnlig. Tilfældige <strong>og</strong> midlertidige gæster <strong>for</strong>ekommer<br />

desuden ofte. De skadelige invasive arter klarer sig imidlertid så godt i den danske natur,<br />

at de <strong>for</strong>trænger den naturlige danske flora <strong>og</strong> fauna. Disse arter er i stand til at udkonkurrere<br />

de specialiserede <strong>og</strong> lokalt tilpassede arter, <strong>og</strong> på længere sigt kan de således føre til en markant<br />

ændring i naturtyper <strong>og</strong> økosystemer <strong>og</strong> være med til at mindske biodiversiteten i naturen.<br />

Der er ikke overblik over antallet af invasive marine arter i Danmark, men der er helt sikkert tale<br />

om mange. Blandt planter, alger <strong>og</strong> invertebrater er der tale om mindst 50 arter. Blandt de mest<br />

kendte kan nævnes dræbergoplen (Mnemiopsis leidyi), stillehavsøsters (Crassostrea gigas) <strong>og</strong><br />

vadegræs (Spartina anglica). Disse tre arter har skabt problemer ved henholdsvis at æde fiskeæg,<br />

udkonkurrere muslinger <strong>og</strong> dække havbunden så fugle <strong>og</strong> fisk ikke kan få plads.<br />

Hvor aggressive er så de enkelte arter? Det er ikke altid sikkert at en invasiv art udgør et problem<br />

eller en trussel. Det er der<strong>for</strong> vigtigt at have viden om hvor en art kommer fra, dens udbredelsespotentiale,<br />

dens effekt på andre arter <strong>og</strong> dens økol<strong>og</strong>iske effekter (ændringer i fødekædestruktur,<br />

næringsstofkredsløb osv).<br />

Emnet kan belyses ved indsamlinger af udvalgte invasive arter på <strong>for</strong>skellige lokaliteter omkring<br />

Fyn. Dette skal kombineres med litteratursøgning om disse arter.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metodeartikler, som udleveres til de studerende<br />

www.nobanis.org (en hjemmeside om invasive arter i Europa)<br />

http://www.naturstyrelsen.dk/Naturbeskyttelse/invasivearter (Naturstyrelsens hjemmeside om<br />

invasive arter)<br />

Craig, M. T. (2010). Pattern versus process: broadening the view of marine invasive species.<br />

Mar. Biol. 157: 2127–2128<br />

Nyberg, C. D., Thomsen, M. S., Wallentinus, I. (2009). Flora and fauna associated with the introduced<br />

red alga Gracilaria vermiculophylla. Eur. J. Phycol. 44: 395–403<br />

43


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 42. Kaos<br />

Vejleder: Paolo Sibani, paolo.sibani@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del:<br />

Gruppeplacering: FKF (fysik)<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentar: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Dynamik, kaos, signalanalyse, modellering, numerisk fysik<br />

Abstract<br />

Ofte har man brug <strong>for</strong> viden om hvordan et dynamisk system, fx et vejrsystem, en fiskebestand<br />

eller en kemisk reaktion udvikler sig i tiden. Vor opfattelse af hvor meget man kan vide har<br />

aendret sig dramatisk i de sidste 100 aar. Paa den ene side har kraftige computere sat os i stand til<br />

at udfoere meget komplekse beregninger paa meget kort tid. Paa den anden side har kvantemekanikken<br />

, <strong>og</strong> sidenhen kaosteori sat <strong>for</strong>skellige principielle begraesninger paa hvad i det hele<br />

taget kan maales , vejes <strong>og</strong> beregnes: I et kaotisk system vil en vilkaarlig lille usikkerhed paa begyndelsestilstanden<br />

vokse sig stor <strong>og</strong> dermed umuliggoere praecise <strong>for</strong>udsigelser af tidsudviklingen<br />

over lange tidsintervaller. Kaosprojektet giver indblik i hvor<strong>for</strong> <strong>og</strong> hvordan dette sker. Undervejs<br />

vil man moede flere nye begreber <strong>og</strong> teknikker fra fysik, <strong>og</strong> matematik, samt eksempler<br />

fra, blandt andet populationsbiol<strong>og</strong>i, kemi <strong>og</strong> ingenioervidenskab.<br />

Projekter sigter mod at give deltagerne en viden om modellering, dvs hvordan man beskriver<br />

naturen med matematiske modeller, hands-on erfaring med specifikke dynamiske systemer, herunder<br />

isaer kaotiske systemer, <strong>og</strong> viden om hvordan man <strong>for</strong>midler sine resultater.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX) <strong>og</strong> Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemikere<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Noter <strong>og</strong> opgaver om kaos.<br />

44


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 43. Konstruktioner med passer <strong>og</strong> lineal<br />

Vejleder: Bjarne Toft, btoft@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Teoretisk arbejde<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Passer, lineal, regulære n-kanter, konstruktionsmetoder, umulighedsbeviser.<br />

Abstract<br />

Lige siden Euklid skrev sine elementer <strong>for</strong> 2000 år siden har matematikere beskæftiget sig med<br />

konstruktioner med passer <strong>og</strong> lineal. Hvad er mon <strong>for</strong>klaringen på at vi pålægger os den restriktion,<br />

at det er de to eneste redskaber vi må bruge? Og hvad kan man konstruere? Omkring år<br />

1800 opdagede den da kun 19 årige Gauss hvordan man kan konstruere en regulær 17 kant. Og<br />

lidt senere i 1800 tallet fandt man ud af at det er umuligt at konstruere en regulær 18 kant. Hvad<br />

er grunden? Hvis man vælger ikke at bruge linealen, men kun passeren, hvilke figurer kan så<br />

konstrueres? Der er mange muligheder <strong>for</strong> at stille <strong>og</strong> besvare interessante spørgsmål!<br />

Emner: konstruktioner af regulære trekanter, firkanter, femkanter <strong>og</strong> sekskanter. Konstruktioner<br />

med passeren alene (f.eks. at finde midtpunktet mellem to punkter). Umuligheden af at konstruere<br />

en regulær 18-kant.<br />

Metoder: Et teoretisk studium af elementær geometri. Historiske/filosofiske overvejelser omkring<br />

emnet – hvad er <strong>for</strong>målet? – er det overhovedet interessant?<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Emnet lægger op til et studium af Euklids Elementer (i dansk oversættelse). Noter af vejlederen<br />

vil <strong>og</strong>så blive uddelt omkring emnets mulige problemstillinger.<br />

45


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 44. Kosmol<strong>og</strong>i<br />

Vejleder: Chris Kouvaris, kouvaris@cp3-origins.net<br />

Francesco Sannino, sannino@cp3-origins.net<br />

Claudio Pica pica@cp3-origins.net<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del: Projektet er teoretisk fysisk<br />

Gruppeplacering: FKF<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentar: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Projektvejledning <strong>for</strong>egår <strong>for</strong>trinsvist<br />

på engelsk.<br />

Keywords: Kosmol<strong>og</strong>i, numerisk integration<br />

Abstract<br />

I projektet opstilles en model <strong>for</strong> Universets opståen <strong>og</strong> udvikling udfra en anal<strong>og</strong>i med en tung<br />

genstand, der kastes lodret opad, påvirket af tyngdekraften. Der tages desuden hensyn til en<br />

kosmol<strong>og</strong>isk konstant (<strong>og</strong>så kaldet mørk energi) svarende til en frastødende kraft, som vokser<br />

med afstanden. Den resulterende førsteordens differentialligning løses ved numerisk integration<br />

<strong>for</strong> <strong>for</strong>skellige værdier af Universets massefylde <strong>og</strong> den kosmol<strong>og</strong>iske konstant. Der bliver <strong>for</strong>skellige<br />

muligheder <strong>for</strong> Universets udvikling, hvor der i n<strong>og</strong>le, men ikke i alle, <strong>for</strong>ekommer Big<br />

Bang, disse muligheder katal<strong>og</strong>iseres. Projektet kan <strong>og</strong>så indeholde en omtale af, hvordan de<br />

kosmol<strong>og</strong>iske modeller har udviklet sig i de sidste ca. 80 år i takt med, at observationerne er blevet<br />

mere nøjagtige.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX)<br />

Anbefalede: Matematiske Metoder <strong>for</strong> Fysikere <strong>og</strong> Kemikere.<br />

Litteraturliste over metode-artikler, som udleveres til de studerende<br />

A. Unsöld, B. Baschek, The New cosmos, 4th ed., Springer-Verlag, 1991, siderne 354-359.<br />

James E. Felten <strong>og</strong> Richard Isaacman, Scale factors R(t) and critical values of the cosmol<strong>og</strong>ical<br />

constant Lambda in Friedmann universes, Reviews of Modern Physics, vol. 58, siderne 689-698<br />

(1986).<br />

G. Lemaitre, Un Univers Hom<strong>og</strong>ene de masse constant et de rayon croissant..., Annales de la<br />

Societe Scientifique de Bruxelles, vol. 47 A, siderne 49-59 (1927); engelsk oversættelse<br />

Universe of constant mass and increasing radius..., Monthly notices of the royal astronomical<br />

society, vol. 91, siderne 483-490 (1931).<br />

A. Einstein, W. de Sitter, On the relation between the expansion and the mean density of the Universe,<br />

Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 18, siderne 213-214 (1932).<br />

S. Perlmutter et al., Discovery of a supernova at half the age of the Universe and its cosmol<strong>og</strong>ical<br />

implications, Nature vol. 391 side 51-... (1998); astro-ph/9712212.<br />

46


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 45. Kunstig næse til sporing af sprængstof<br />

Vejleder: Kent A. Nielsen, kan@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Organisk kemi, sprængstof, landminer, analyse, nanoteknol<strong>og</strong>i<br />

Abstract<br />

Oprydning af efterladte landminer <strong>og</strong> ueksploderet ammunition er både bekostelig <strong>og</strong> meget<br />

tidskrævende, <strong>og</strong> er <strong>for</strong>bundet med stor fare <strong>for</strong> rydderne. En minerydders arbejdsredskaber er i<br />

dag primært begrænset til metaldetektorer <strong>og</strong> simple metalstænger, som <strong>for</strong>sigtigt stikkes i jorden,<br />

samt specialtrænede hunde. Der findes i dag således ikke en simpel løsning på ovenstående<br />

problem, <strong>og</strong> der er et desperat behov <strong>for</strong> alternative teknol<strong>og</strong>ier til at spore landminer. Nye teknol<strong>og</strong>ier<br />

kunne være baseret på at spore det, som er unik <strong>for</strong> alle landminer <strong>og</strong> ueksploderet ammunition<br />

– nemlig sprængstoffet.<br />

Vi har <strong>for</strong> nyligt designet <strong>og</strong> udviklet en molekylær sensor (kunstig næse). Det unikke ved denne<br />

sensor er, at den med et simpelt farveskifte fra gul til grøn signalerer at den genkender (figur)<br />

sprængstoffet 2,4,6-trinitrotoluen (TNT), som bruges i 80% af alle kommercielle landminer. Da<br />

dette stof langsomt frigives fra de nedgravede landminer til den omkringliggende jord via lækager<br />

i landminen, vil det være mulig at spore sprængstoffet fra en jord- eller luftprøve.<br />

Projektet går ud på at bestemme i hvilken koncentration et sprængstof kan spores, hvilke betingelser<br />

sensoren virker under, samt at udføre realistiske test <strong>for</strong>søg. Til det eksperimentelle arbejde<br />

anvendes UV-Vis spektroskopi <strong>og</strong> evt. andre teknikker afhængig af gruppens interesse. Med<br />

udgangspunkt i de opnåede resultater, vurderer gruppen sensorens potentiale <strong>og</strong> begrænsninger<br />

som ”kunstig næse”.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Nielsen, K. A., Cho,W-S, Jeppesen, J. O. Lynch, V. M. Becher, J.<br />

Sessler, J. L. J Am Chem. Soc. 2004, 126, 1629616297<br />

47


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 46. Lægemidler, gifte <strong>og</strong> NMR<br />

Vejleder: Paul C. Stein, pcs@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Lægemidler, lokalisered NMR spektroskopi, MRI, <strong>for</strong>delingscoefficienter<br />

Abstract<br />

Lægemidler skal på deres vej til målet passere gennem et eller flere membraner. ”Gode” lægemidler<br />

skal der<strong>for</strong> være både fedt- <strong>og</strong> vandopløslige. Vand/oktanol <strong>for</strong>delingscoefficienten er ofte<br />

brugt <strong>for</strong> at estimere de hydrofile/lipofile egenskaber af lægemidler.<br />

Vi skal anvende diverse <strong>for</strong>mer af en-dimensional MRI (kernspin resonans imaging) <strong>for</strong> at undersøge<br />

egenskaberne af <strong>for</strong>skellige stoffer (f.eks. lægemidler eller gifte, eller ….). Det vil især<br />

være interessant at undersøge indflydelsen af <strong>for</strong>skellige <strong>for</strong>muleringer.<br />

Projektet kan evt. inddrage diverse teoretiske aspekter.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Wikipedia<br />

Lægemiddelkatal<strong>og</strong>et (medicin.dk)<br />

48


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 47. Lægemidlers biofysiske kemi: barrier,<br />

carrier, target<br />

Vejledere: Relevante medarbejdere ved MEMPHYS,<strong>og</strong>m@memphys.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci, evt. sammen med andre institutter efter<br />

aftale<br />

Praktisk del: MEMPHYS<br />

Gruppeplacering: FKF <strong>og</strong> MEMPHYS<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> højst 10 deltagere <strong>for</strong>delt på 2 hold<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Lægemidler, membraner, drug delivery<br />

Abstract<br />

Design, <strong>for</strong>mulering <strong>og</strong> fremføring af lægemidler er kritisk afhængig af den biofysiske kemi af<br />

lægemiddelstoffet <strong>og</strong> dets vekselvirkning med bærermedium <strong>og</strong> det biol<strong>og</strong>iske miljø, hvori lægemidlet<br />

skal udføre sine funktioner. Centralt i denne <strong>for</strong>bindelse står kroppens barrierer, der i<br />

vid udstrækning er bestemt af lipider <strong>og</strong> lipidmembraners egenskaber. Ud over at udgøre en barrier<br />

<strong>for</strong> lægemidlers transport i kroppen er membranerne ofte et taget <strong>for</strong> lægemidlernes virkning<br />

på biol<strong>og</strong>iske membraner, <strong>og</strong> desuden kan de udnyttes som carrier ved fremføring af lægemidlerne<br />

til bestemte steder i kroppen. Et vigtigt eksempel er liposomer, hvis egenskaber er inspireret<br />

af cellens egen membraner.<br />

I projektet identificeres et eller flere typiske lægemidler, <strong>og</strong> deres vekselvirkning med lipider<br />

studeres, <strong>for</strong> eksempel ved kalorimetriske eller spektroskopiske teknikker. Lægemidlerne kan fx<br />

indkapsles i liposomer, <strong>og</strong> betingelserne <strong>for</strong> deres frigivelse kan undersøges som funktion af <strong>for</strong>skellige<br />

parametre.<br />

Der <strong>for</strong>eligger muligheden <strong>for</strong> <strong>for</strong>mulering af antal <strong>for</strong>skellige varianter af projektet inden <strong>for</strong><br />

den generelle ramme af lægemidlers biofysiske kemi.<br />

De aktuelle projekter, som ud<strong>for</strong>mes efter individuel aftale med de studerende <strong>og</strong> vejlederne, kan<br />

omfatte både teoretiske <strong>og</strong> eksperimentelle undersøgelser såvel som studier af litteraturen.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat) eller Projektarbejde (Latex) efter eget valg.<br />

Anbefalede: Ingen, men valgfrie kurser kan gennemføres efter aftale.<br />

Litteratur<br />

Life – As a Matter of fat (O. G. Mouritsen) Springer, 2005.<br />

Relevante specialartikler efter aftale med vejlederene.<br />

49


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 48. Massespektrometri <strong>og</strong> proteiners 3dimensionelle<br />

struktur<br />

Vejleder: Peter Højrup, php@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: BMB<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere; 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Proteinkemi, masse spektrometri, 3-D struktur, kemiske modifikationer, kemisk<br />

krydsbinding, overflademærkning.<br />

Abstract<br />

Næsten alle kemiske reaktioner i organismen <strong>for</strong>etages<br />

af af proteiner. Disse fungerer som regel ikke alene,<br />

men i veldefinerede komplekser med andre proteiner/kemiske<br />

grupper. Den tre-dimensionelle struktur<br />

af proteinerne <strong>og</strong> deres komplekser er således altafgørende<br />

<strong>for</strong> deres funktion, <strong>og</strong> analyseres klassisk med<br />

røntgen krystall<strong>og</strong>rafi eller NMR (nuclear magnetic<br />

resonance). Disse metoder giver en ekstrem høj opløsning,<br />

men kræver meget stof med en meget høj<br />

renhed, <strong>og</strong> har herudover andre restriktioner.<br />

Ved hjælp af kemiske krydsbindere kan vi ‟låse‟<br />

grupper på overfladen af et protein-kompleks, <strong>og</strong> efter spaltning <strong>og</strong> isolering af fragmenterne<br />

(peptider), kan vi ved hjælp af masse-spektrometri identificere disse <strong>og</strong> hvor de <strong>for</strong>ekommer.<br />

Herved kan vi lave et overflade afstands kort af strukturen/ komplekset, <strong>og</strong> bruge det til at modellere<br />

hvordan proteinerne rumligt orienterer sig i <strong>for</strong>hold til hinanden. Herved har vi mulighed<br />

<strong>for</strong> at bestemme deres interaktioner. Alternativt kan vi kemisk modificere givne rester på overfladen<br />

<strong>og</strong> fastlægge hvilke dele, som er tilgængelige <strong>for</strong> solventer. Ved sammenligning af komplekset<br />

med de isolerede komponenter, kan de beskyttede dele <strong>og</strong> dermed interaktionen bestemmes.<br />

Disse analyser kan laves med meget høj følsomhed, <strong>og</strong> behøver ikke nødvendigvis at <strong>for</strong>egå<br />

med fuldt oprensede proteiner.<br />

Gruppen <strong>for</strong>ventes at vælge et modelsystem (f.eks. hem<strong>og</strong>lobin (tetramer), trypsin/anti-trypsin<br />

komplex el.lign.), planlægge <strong>og</strong> udføre <strong>for</strong>søg som påviser dette kompleks. En række krydslinkere,<br />

overflade reaktioner, masse-spektrometriske metoder <strong>og</strong> bioin<strong>for</strong>matisk software er til disposition.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Artikler omkring massespektrometri.<br />

Sinz A.: Chemical cross-linking and mass spectrometry to map three-dimensional protein structures<br />

and protein-protein interactions.Mass Spectrom Rev. 2006 Jul-Aug;25(4):663-82.<br />

M. I Rasmussen, J. C. Refsgaard, L Peng, G. Houen & P. Højrup, „CrossWork: Software-assisted<br />

Identification of Cross-linked Peptide‟ J. of Proteomics. 2011, 74, 1871-83<br />

50


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 49. Matching schemes <strong>for</strong> the job market<br />

Vejleder: Sushmita Gupta, sgupta@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Projektet er teoretisk<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Projektet er særligt velegnet til<br />

studieordning i datal<strong>og</strong>i. Projektet, inkl. rapport <strong>og</strong> eksamen, holdes på engelsk.<br />

Keywords: Matching, bipartite graph, online algorithm, offline algorithm<br />

Abstract<br />

Consider a job assignment office, JAO, which matches job applicants with available positions<br />

depending on suitability and availability. Each applicant has a set of skills that makes him/her<br />

suitable <strong>for</strong> certain types of jobs.<br />

These assignments happen on a rolling basis, i.e, as jobs become available and interested candidates<br />

signup, the JAO makes a job-assignment (if it can) from the pool of unassigned candidates.<br />

If there are none available, then it searches the list of currently assigned candidates <strong>for</strong> someone<br />

who could potentially be assigned to a job that is unsuitable <strong>for</strong> any of the unattached candidates.<br />

An important condition <strong>for</strong> a job switch is that a previously assigned job cannot be halted because<br />

its worker has been assigned to something else. There<strong>for</strong>e the JAO has<br />

a policy to make a switch only if there is an unassigned candidate who can take up that job.<br />

Too many job switches are perhaps not beneficial <strong>for</strong> the candidates, so a priori the JAO decides<br />

to limit the possible number of reassignments any candidate has to undergo to be no more than a<br />

small constant k, such as 2 or 3. The main goal is to maximize the number of job assignments.<br />

Situations of this nature are commonly encountered in problems related to ¨bipartite matching¨,<br />

both ¨online¨ as well as ¨offline¨. The goal of this project is to design, study and implement strategies<br />

that lead to good solutions.<br />

There is a lot of literature on this topic, both introductory and advanced. We will refer to some of<br />

them as a starting point and then try to glean ideas to develop our own strategies to make switches<br />

or to identify examples when switching gives no extra benefit.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Chapter 3: „‟Introduction to Graph Theory‟‟ by Douglas West.<br />

51


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 50. <strong>Matematik</strong>ken bag 3D-grafik i<br />

computerspil<br />

Vejleder: Rolf Fagerberg, rolf@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Pr<strong>og</strong>rammering<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Projektet er særligt velegnet til<br />

studieordning i datal<strong>og</strong>i<br />

Keywords: 3D-grafik, trans<strong>for</strong>mationer, hom<strong>og</strong>ene koordinater, rendering, shading.<br />

Abstract<br />

I pr<strong>og</strong>rammering af computerspil bruges mange<br />

metoder <strong>og</strong> teknikker fra både datal<strong>og</strong>i <strong>og</strong> matematik.<br />

Det mest centrale eksempel herpå er 3D<br />

grafik, hvor objekter opbygges af trekanter i et<br />

tredimensionelt koordinatsystem. For at kunne<br />

placere <strong>og</strong> animere de opbyggede objekter i spillene,<br />

er det nødvendigt at kunne translatere, rotere<br />

<strong>og</strong> skalere dem. Ydermere skal de projiceres perspektivmæssigt<br />

korrekt til skærmens to dimensioner.<br />

Hertil bruges matriceregning, dvs. metoder fra lineær algebra. Mens 3x3 matricer er nok til<br />

at implementere rotationer <strong>og</strong> skaleringer, kræver translationer <strong>og</strong> projicering 4x4 matricer. <strong>Matematik</strong>ken<br />

bag de første tre er relativ simpel, mens projiceringen er mere involveret. Også i <strong>for</strong>bindelse<br />

med farvelægning (shading) af objekternes trekanter optræder der matematisk baserede<br />

metoder, primært vektorregning.<br />

Ideen med projektet er at studere principperne bag 3D spil på computere. Afhængigt af gruppen<br />

kan fokus i projektet flyttes mellem de datal<strong>og</strong>iske <strong>og</strong> matematiske aspekter af emnet. Eksempler<br />

på indgangsvinkler kan være:<br />

1. Et simpelt spil implementeres med fokus på et specielt område f.eks. Alternative<br />

inputmetoder, generering af kort, level of detail, AI etc.<br />

2. Opbygningen af projektions, skalerings, translations <strong>og</strong> rotations matricer kan undersøges <strong>og</strong><br />

gennemgås ud fra et matematisk synspunkt.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Bemærk at den endelige liste afhænger meget af valg af retning på projektet:<br />

En guide til pr<strong>og</strong>rammering af 3D spil: http://nehe.gamedev.net/<br />

Afsnit 3 <strong>og</strong> Appendix G i "The OpenGL Pr<strong>og</strong>ramming Guide: The Official Guide to Learning<br />

OpenGL" af Shreiner, Woo, Neider, Davis. Addison-Wesley. En ældre version af b<strong>og</strong>en kan ses<br />

online på http://fly.cc.fer.hr/~unreal/theredbook/<br />

Spørg evt. over mail. Projektet kan være inspireret af deltagernes ideer.<br />

52


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 51. Medicinal chemistry: Design and synthesis<br />

of new potential therapeutics <strong>for</strong> type 2 diabetes<br />

Vejledere: Bharat Shimpukade, bharat@sdu.dk and Trond Ulven, ulven@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Gruppeplacering: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. Den ene vejleder<br />

kun engelsk. Forudsætter en interesse <strong>for</strong> organisk kemi. Projektet kan tages<br />

af farmaceutstuderende.<br />

Keywords: Medicinalkemi, syntese, drug discovery, type 2 diabetes, fedtsyrereceptorer.<br />

Abstract<br />

Diabetes is diagnosed by a permanently elevated blood sugar level and is a serious chronic disease.<br />

According to the most recent estimates, the number of diabetics in the world approaches<br />

350 million and is rapidly increasing, and 90% of these are type 2 diabetics. Pancreatic -cells<br />

are able to detect an elevated blood sugar level and respond by secreting insulin which promote<br />

glucose uptake in liver and muscles. When the normal blood sugar level is restored, the -cells<br />

will stop the insulin secretion. In type 2 diabetes, the body has become less responsive to insulin<br />

and -cells are unable to produce the required amounts, which leads to a permanently elevated<br />

blood sugar level. This can be treated in several ways, <strong>for</strong> example by insulin injection or by<br />

compounds which <strong>for</strong>ce the -cells to secrete more insulin. The problem with these treatments is<br />

that they can result in too much insulin and consequently a too low blood sugar level, which in<br />

the worst cases can result in coma and death. Recently, a receptor called FFA1 (also known as<br />

GPR40) was discovered to be expressed on -cells and activated by free fatty acids to result in<br />

enhancement of glucose-stimulated insulin secretion [1]. Compounds that activate this receptor<br />

will there<strong>for</strong>e increase insulin secretion only when the blood glucose level is high, and are believed<br />

to represent a new class of safer therapeutics <strong>for</strong> type 2 diabetes.<br />

The goal of this project is to design and synthesize new compounds with FFA1 activating properties,<br />

using the known agonist TUG-20 as a “lead structure” [2]. The project will there<strong>for</strong>e involve<br />

explorative medicinal chemistry with emphasis on organic synthesis. The new test compounds<br />

will be characterized (NMR, MS, HPLC, mp) be<strong>for</strong>e they are send <strong>for</strong> testing. The<br />

project will also include literature studies of the currently known biol<strong>og</strong>ical functions and ligands<br />

<strong>for</strong> the receptor. It will be the responsibility of the group to define the exact scope of the project,<br />

so that it can be per<strong>for</strong>med in the available time.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste<br />

[1] Stoddart L. A., et al. Pharmacol. Rev. 2008, 60, 405-417.<br />

[2] Chsristiansen, E., et al. ACS Med. Chem. Lett. 2010, 1, 345-349.<br />

53


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projket 52. Molecular dynamics<br />

Vejledere: Members of the MEMPHYS group (hkhandel@memphys.sdu.dk)<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: MEMPHYS<br />

Gruppeplacering: FKF <strong>og</strong> MEMPHYS<br />

Gruppestørrelse: 3-5 participants, 1 group<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. This project can be tailored<br />

to meet the needs of all natural and health science students (including nanobioscience<br />

and bio medicine), and pharmacy students<br />

Keywords: Molecular Dynamics Simulations, numerical methods, biomembranes<br />

Abstract<br />

Molecular Dynamics (MD) is a simulation method used especially by structural biol<strong>og</strong>ists and materials<br />

scientists to study the motion of many atoms or molecules in gases, liquids, crystals, biomolecules, membranes,<br />

and many other materials.<br />

It is a particularly useful technique when the molecular interactions are ~ thermal energy, which are difficult<br />

to probe in experiments. In MD simulations the motion of all the particles (atoms or molecules) under<br />

study is obtained from a numerical solution of Newtons 2. law. With present computing power it is<br />

possible to study up to 100,000 particles <strong>for</strong> a certain period of time up to ca. 10 -6 s.<br />

A wealth of in<strong>for</strong>mation can be obtained about structure, assembly, transport, mechanics, and thermodynamics<br />

of the particles from their motion, and these properties can be quantitatively compared to experiments.<br />

Students will learn how macroscopic behavior arises out of molecular interactions.<br />

In this project we use MD simulation to (a) derive the ideal gas law from the motion of particles in a gas,<br />

or (b) spontaneously assemble a membrane from many lipid molecules and determine its average geometric<br />

and dynamic features (area per molecule, thickness and order). It can be extended to study interactions<br />

of drugs with membranes. Project (a) is more fundamental in nature and relies on the students interest<br />

in basic physics and numerical methods; (b) is more applied and will whet the interest of those with an<br />

interest in nano-biotech and biol<strong>og</strong>ical molecules.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, NAT), Reports in any <strong>for</strong>mat acceptable.<br />

Anbefalede: contact Himanshu Khandelia (hkhandel@memphys.sdu.dk)<br />

Litteratur<br />

Daan Frenkel, Berend Smit (2001) Understanding Molecular Simulation. Academic Press. ISBN 0-12-<br />

267351-4;<br />

Andrew Leach (2001) Molecular Modelling: Principles and Applications. Prentice Hall.<br />

ISBN 978-0582382107.<br />

http://www.ch.embnet.org/MD_tutorial/<br />

54


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 53. Molekylære interaktioner mellem<br />

sygdomsfremkaldende bakterier <strong>og</strong> humane<br />

værtsceller<br />

Vejledere: Anders Boysen, Boysen@bmb.sdu.dk;<br />

Jonas Borch Jensen, jonasb@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylærbiol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: Klasse 2 laboratorium; BMB<br />

Gruppeplacering: BMB eller Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Sygdomsfremkaldende bakterier, infektionsstudier, molekylær mikrobiol<strong>og</strong>i<br />

Abstract<br />

WHO anslår at Enterotoxigene Escherichia coli (ETEC) bakterier hvert år <strong>for</strong>årsager ca. 650<br />

millioner tilfælde af diarre – især i udviklingslandene. Som en direkte følge heraf dør op imod en<br />

halv million børn i alderen under fem år. De børn <strong>og</strong> unge, der har <strong>og</strong> overlevet en ETEC infektion<br />

vil efterfølgende ofte lide af fejlernæring <strong>og</strong> nedsat vækst. ETEC anvender en lang række af<br />

molekylære mekanismer <strong>for</strong> at overleve det humane immun<strong>for</strong>svar, hæfte sig fast på overfladen<br />

af tarmepitelceller <strong>og</strong> dermed starte en egentlig kolonisering i tyndtarmen. Blandt andet frigiver<br />

ETEC membran vesikler, som indeholder <strong>for</strong>skellige toksiner. Desuden producerer ETEC en<br />

række overfladelokaliserede virulensproteiner, der bidrager til at sikre en effektiv binding til<br />

tarmepitelvævets overflade.<br />

Nye resultater tyder på at en lang række virulensproteiner på ETEC overfladen bliver modificeret<br />

med sukkergrupper. Vi ønsker at undersøge om disse sukkergrupper spiller en rolle <strong>for</strong> bakteriernes<br />

binding på vores celler under infektion. På sigt vil denne viden måske kunne bruges til at<br />

udvikler nye vacciner mod ETEC.<br />

I dette projekt undersøges n<strong>og</strong>le af de molekylære mekanismer som ETEC benytter sig af <strong>for</strong> at<br />

kunne etablere en infektion. Vi arbejder med de sygdomsfremkaldende bakterier i et særligt klassificeret<br />

laboratorium. Her vil det bl.a. være muligt at udføre infektions<strong>for</strong>søg på humane tarmepitelcellelinier.<br />

Desuden anvendes fluorescens-mikroskopi, flowcytometri <strong>og</strong> andre biofysiske<br />

måleinstrumenter til at undersøge interaktionen imellem bakterier <strong>og</strong> værtsceller.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

J. M. Fleckenstein et al. Microbes and Infection. 2010, 12, 89-98.<br />

55


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 54. Molekylær Sygdomsgenetik: Hvad er<br />

(u)normalt?<br />

Vejleder: Brage Storstein Andresen, bragea@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: BMBs øvelseslaboratorium<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere, 2 grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Medfødte stofskiftesygdomme, nyfødt screening, polymorfi, gentest, mRNA<br />

splicing, PCR .<br />

Abstract<br />

I dag undersøges alle børn der fødes i Danmark <strong>for</strong> arvelige stofskiftesygdomme ved analyse af<br />

n<strong>og</strong>le få dråber blod fra hælen <strong>for</strong> bestemte metabolitter. Hos de børn der findes positive skal<br />

diagnosen bekræftes ved en undersøgelse <strong>for</strong> mutationer i de involverede gener. Menneskets gener<br />

indeholder d<strong>og</strong> <strong>og</strong>så normale variationer, der ikke giver sygdom. Det kan der<strong>for</strong> ofte være<br />

svært at afgøre om, der blot er tale om normal variation eller sygdomsfremkaldende mutationer.<br />

Projektdeltagerne skal med udgangspunkt i mutationer/variationer, der er fundet hos nyfødte, der<br />

mistænkes <strong>for</strong> at have en stofskiftesygdom, <strong>for</strong>søge at afgøre om det er sygdomsfremkaldende<br />

mutationer eller blot neutrale variationer. De studerende vil få en indføring i brug af online værktøjer,<br />

der kan bruges til at afgøre hvor hyppig en sekvensvariation er, hvordan den kan påvirke<br />

dannelsen af mRNA <strong>og</strong> hvad den kan betyde <strong>for</strong> det dannede protein. Der vil blive givet en kort<br />

introduktion til hvorledes en familie kan udredes genetisk, herunder f.eks. stamtræer.<br />

Eksperimentelt vil der, afhængig af gruppens interesser, være mulighed <strong>for</strong> at designe <strong>og</strong> udføre<br />

en gentest <strong>og</strong> med den at følge mutationens nedarvning i en familie, samt ved analyse af normalmateriale<br />

at afgøre om variationen findes i raske personer uden sygdommen. Alternativt, vil der<br />

kunne laves en funktionsundersøgelse af mutationens effekt på mRNA niveau f.eks. ved måling<br />

af mRNA mængde eller undersøgelse af hvorledes mRNA splices fra minigener.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metodeartikler, som udleveres til de studerende<br />

Udvalgte kapitler fra Pediatric Endocrinol<strong>og</strong>y and Metabolism. Saraf<strong>og</strong>lou K. McGraw-Hill.<br />

Andresen BS and Krainer AR (2009) When the genetic code is not enough – How sequence<br />

variations can affect pre-mRNA splicing and cause (complex) disease. Chapter 15 in Genetics of<br />

Complex Human Diseases. Cold Spring Harbor Laboratory Press.<br />

Desuden udvælges relevant litteratur på basis af gruppernes valg.<br />

56


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 55. "Natural compounds from plants <strong>for</strong><br />

cancer treatment and prevention"<br />

Vejledere: Georg Issinger, <strong>og</strong>i@bmb.sdu.dk,<br />

Gerda Maria Hübner, gmh@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: BMB<br />

Praktisk del: Nej<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMR gruppens mødelokale<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 and NAT507 studerende.<br />

Keywords: nutrigenomics, target signaling molecules, plant compounds<br />

Abstract<br />

One strategy to understand nutritional effects in cancer is nutrigenomics. Although it is a complex<br />

and partially controversial issue, there is an evolving market <strong>for</strong> „natural compounds‟ to be<br />

used as food supplements promising health benefits.<br />

Within this project the students should focus on popular compounds attributed to be beneficial to<br />

prevent cancer or even to treat cancer. The students are expected to devise a chemical classification<br />

of dietary phenolics, e.g. flavonoids, isoflavonoids, lingnans etc. and assign the plants and<br />

plant products where the compounds are predominantly found. Problems to be tackled: Which<br />

are the target molecules in the cell <strong>for</strong> the plant compounds?<br />

Are their evidences from epidemiol<strong>og</strong>ical studies that dietary phenolics are truly therapeutic<br />

agents <strong>for</strong> treatment and prevention of cancer?<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

S. Nobili, D. Lippi, E. Witort, M. Donnini, L. Bausi, E. Mini, S. Capaccioli, Pharmacol<strong>og</strong>ical<br />

Res. 2009, 59, 365-378.<br />

G.H. Johnson, L. Balick , 671- 701 in: Bioactive Compounds and Cancer, Springer, New York,<br />

2010<br />

C.D. Davis, 45-70 in: Bioactive Compounds and Cancer, Springer, New York, 2010<br />

57


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 56. Online stock-trading game<br />

Vejleder: Abyayananda Maiti, abyaym@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Projektet er teoretisk datal<strong>og</strong>i<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Projektet er særligt velegnet til<br />

studieordning i datal<strong>og</strong>i. Projektet, inkl. rapport <strong>og</strong> eksamen, holdes på engelsk.<br />

Keywords: Online algorithm, Stock market, One-way trading, Two- way trading, Game<br />

theory.<br />

Abstract<br />

In computer science, an online algorithm is one that can process its input piece-by-piece in a<br />

serial fashion, i.e., in the order that the input is fed to the algorithm, without having the entire<br />

input available from the start. In contrast, an offline algorithm is given the whole problem data<br />

from the beginning and is required to output an answer that solves the problem at hand. (For<br />

example, selection sort requires that the entire list be given be<strong>for</strong>e it can sort it, while insertion<br />

sort doesn't.)<br />

On the other hand, financial problems are typically online in nature because its in<strong>for</strong>mation about<br />

the future is often scarce and/or unreliable. Specifically, stock trading is a very important<br />

financial process and also very well known to general people who may not have any proper<br />

knowledge of financial theories. From the online algorithm perspective, there are two types of<br />

trading: One-way trading and Two-way trading.<br />

Here we will develop a stock-trading game where players have to place their moves in online<br />

fashion and virtual adversary (e.g. computer) may take different strategies to manipulate the<br />

upcoming stock-prices. Initially player would be given a fixed amount of money using which<br />

he/she has to trade in the stock market. For one way trading, trader only can buy and in two-way<br />

trading, trader can do any combinations of buy and sell. At each time step adversary will quote<br />

prices <strong>for</strong> each stock. The goal would be to maximize the profit. We will also figure out different<br />

bounds on profits in different scenarios (mainly different types of adversary).<br />

The basic version of game deals with only one stock. We can extend it to general case where<br />

traders can buy and sell multiple stocks.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Borodin, A.; El-Yaniv, R. (1998). Online Computation and Competitive Analysis. Cambridge<br />

University Press. ISBN 0-521-56392-5 (Chapter 14).<br />

R. El-Yaniv, A. Fiat, R.M. Karp, and G. Turpin (2001). Optimal Search and One-Way Trading<br />

Online Algorithms, Algorithmica, 30, 101-139.<br />

c<strong>og</strong>prints.org/6216/2/SSRN-id1270025.doc<br />

http://www.wallstreetsurvivor.com/<br />

58


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 57. Oscillationer i glykolysen<br />

Vejleder: Lars Folke Olsen, lfo@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: BMB<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere / 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Glykolyse, spektrofluorometri, NADH måling, oscillationer<br />

Abstract<br />

I mange <strong>for</strong>skellige typer af eukaryote celler kan man observere oscillationer i glykolysen, dvs<br />

glykolysens intermediater glukose 6-phosphat, fructose 6-phosphat, ATP, NADH m.v. er ikke i<br />

en stationær tilstand, men fluktuerer i en regelmæssig svingning. Sådanne oscillationer findes<br />

f.eks. i bugspytkirtlens -celler <strong>og</strong> i celler fra gæren Saccharomyces cerevisiae. Det er ikke helt<br />

klart hvad årsagen til disse svingninger er, <strong>og</strong> hvilken<br />

funktion de har. Man har d<strong>og</strong> observeret, at i patienter<br />

med type II diabetes er oscillationerne i -cellernes<br />

glykolyse gået tabt.<br />

Projektet går ud på at undersøge glykolysen i gærceller<br />

<strong>for</strong> at klarlægge n<strong>og</strong>en af de processer der er ansvarlige<br />

<strong>for</strong> oscillationernes opståen. Her kan vi bl.a. måle<br />

NADH ved hjælp af fluorescens spektroskopi, men<br />

<strong>og</strong>så andre glykolyse-intermediater kan bestemmes<br />

eksperiementelt. I projektet kan <strong>og</strong>så indgå computersimuleringer<br />

af matematiske modeller af glykolysen.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Jens Christian Brasen <strong>og</strong> Lars Folke Olsen. Langt Fra Ligevægt. Aktuel Naturvidenskab 2, 2010,<br />

p 31-34.<br />

Å Sjöholm. Pacemakern i pankreas i otakt. Läkartidningen nr 32–33 2007, Vol. 104, p 2228-<br />

2229.<br />

59


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 58. Physiol<strong>og</strong>ical Importance of 3D Cell<br />

Culture<br />

Vejleder: Stephen Fey, sjf@bmb.sdu.dk <strong>og</strong> Krzysztof Wrzesinski, kwr@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong>e – our labs<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Minimum 3 and maximum 5 participants / 1 group can work with the project<br />

Kommentarer: The project is offered to both NAT501 and NAT507 students<br />

All course work, presentations and examinations will be in English<br />

Keywords: Comparison of 2D and 3D cell culture, apoptosis<br />

Abstract<br />

Since the breakthroughs that were made in<br />

cell culture in the 1950‟s (in relation to the<br />

development of the polio vaccine), the<br />

prime focus has been on how to successfully<br />

grow cells in culture. One central step<br />

has been that the cells are trypsinised and<br />

inoculated into new culture vessels every<br />

few days so that they do not overgrow and<br />

become superconfluent. This focus on cell<br />

growth has made researchers „blind‟ to<br />

studies of cell function because frequent<br />

trypsinisation holds cells in a rapidly growing,<br />

but low differentiated state where they<br />

are not able to expound their advanced cellular<br />

functions.<br />

In other words, cells loose many of their physiol<strong>og</strong>ically attributes important <strong>for</strong> organ function<br />

when grown in classical 2D cell culture techniques. A consequence of this is that one must question<br />

the validity of existing data derived from cells grown in these classical techniques, bearing<br />

in mind that almost all of the technol<strong>og</strong>ies used currently are adapted <strong>for</strong> cells grown in 2D culture<br />

(e.g. microsocopy and microtitre based assays).<br />

To illustrate one of the differences, this project will investigate cell growth and apoptosis in the<br />

two culture systems.<br />

Lab methods that will be used include: classical 2D cell culture, 3D spheroid culture, determination<br />

of adenylate kinase, total protein amount, and techniques in microscopy<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Pampaloni F, Reynaud EG, Stelzer EH.<br />

The third dimension bridges the gap between cell culture and live tissue.<br />

Nat Rev Mol Cell Biol. 2007 Oct;8(10):839-45.<br />

60


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 59. Planlægning af job-afvikling<br />

Vejleder: Lene Favrholdt, lenem@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Evt. Pr<strong>og</strong>rammering<br />

Gruppeplacering: IMADA<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Optimering, planlægning, algoritmer<br />

Abstract<br />

Dette projekt handler om at planlægge udførelsen af en mængde jobs. Vi <strong>for</strong>estiller os, at vi har<br />

m maskiner til rådighed til at udføre disse jobs. Maskinerne kan være ens eller <strong>for</strong>skellige. Hvis<br />

de er <strong>for</strong>skellige, kan de f.eks. have <strong>for</strong>skellig hastighed. Det kan <strong>og</strong>så være, at n<strong>og</strong>le af jobs'ne<br />

kun kan udføres på visse af maskinerne. Målet kan være at udføre alle jobs på kortest mulig samlet<br />

tid, at minimere overskridelsen af deadline <strong>for</strong> de enkelte jobs, eller n<strong>og</strong>et helt tredje.<br />

Fælles <strong>for</strong> disse problemer er, at de er NP-fuldstændige. D.v.s. at der ikke findes effektive algoritmer<br />

til at løse dem optimalt. Fokus vil der<strong>for</strong> være på approksimationsalgoritmer; d.v.s. algoritmer,<br />

som ikke altid løser problemet optimalt, men på den anden side garanterer, at løsningen<br />

ikke er alt <strong>for</strong> langt fra den optimale.<br />

Man kan arbejde med online, såvel som offline, varianter af problemerne. I den online version af<br />

et problem kender man ikke hele problemet fra starten. Derimod kommer jobs‟ne "dumpende" et<br />

efter et, <strong>og</strong> hvert job skal straks tildeles en maskine.<br />

Man kan vælge at fokusere på algoritmernes køretid <strong>og</strong>/eller kvaliteten af den løsning, de leverer.<br />

Det er muligt at lave et rent teoretisk projekt, hvor man udvælger/designer algoritmer, som man<br />

beskriver <strong>og</strong> analyserer. Man kan <strong>og</strong>så lægge hovedvægten på implementering <strong>og</strong> afprøvning af<br />

relevante algoritmer. En mellemting mellem disse to yderpunkter vil <strong>og</strong>så være en mulighed.<br />

Et eksempel: Vi har tre ens maskiner. Jobs‟ne er karakteriseret<br />

ved den tid, det tager at udføre dem. Målet er<br />

at blive hurtigst muligt færdig med at udføre samtlige<br />

jobs. Job-længderne er: 4,4,5,5,6,7,7. Vi bruger en algoritme<br />

(LPT), som sorterer jobs'ne efter længde <strong>og</strong><br />

placerer de længste jobs først. Hvert job placeres på<br />

den maskine, som aktuelt står til at blive først færdig.<br />

Resultatet er illustreret i figuren til højre. I samme figur<br />

er vist en optimal placering af jobs'ne.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Approximation Algorithms <strong>for</strong> NP-Hard Problems, Edited by Dorit S. Hochbaum, Kapitel 1.<br />

61


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 60. Point-of-No Return: In how many ways<br />

can a cell die?<br />

Vejleder: Barbara Guerra, bag@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: Nej<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: mindst 3 <strong>og</strong> max 6 deltagere, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Dette er et teoretisk projekt.<br />

Keywords: Cell death, apoptosis, autophagy, necrosis, mitotic catastrophe, anoikis<br />

Abstract<br />

1. Cell death is an essential phenomenon in normal development and homeostasis but also plays<br />

a crucial role in various pathol<strong>og</strong>ies (e.g. diabetes and cancer). Our understanding of the molecular<br />

mechanisms involved has increased exponentially. The morphol<strong>og</strong>ical features of a dying cell<br />

are remarkably conserved <strong>for</strong> quite different cell types derived from lower or higher organisms.<br />

It is now evident that there are multiple pathways leading to cell death and some cells may have<br />

the required components <strong>for</strong> one pathway but not <strong>for</strong> another or may contain end<strong>og</strong>enous inhibitors<br />

or carry mutated proteins that preclude the activation of a particular death pathway. Exploring<br />

the various features that characterize the different cell death pathways may help to fill in the<br />

many gaps in our understanding and to exploit the knowledge acquired <strong>for</strong> clinical benefit.<br />

2. This theoretical project offers the students the opportunity to deepen their knowledge on the<br />

many ways cells can die. With the help of a literature search, it will be possible to answer many<br />

fundamental questions such as the importance of cell death in normal as well as in pathol<strong>og</strong>ical<br />

conditions and how cancer cells invent ways to inactivate the cell death machinery.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Cervix carcinoma cells undergoing a <strong>for</strong>m of cell death<br />

known as apoptosis<br />

Litteraturliste, som udleveres til de studerende<br />

Kroemer G., El-Deiry W.S., Goldstein P. et al.<br />

Classification of cell death: recommendations of the nomenclature committee on cell death<br />

Cell Death and Differentiation, 12, 1463-1467, 2005.<br />

Additional material will be distributed during the course.<br />

62


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 61. ”Powder mixing”<br />

Vejleder: Judith Kuntsche, kuntsche@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. Projektet henvender<br />

sig primært men ikke udelukkendes til farmaci-studerende; spr<strong>og</strong>: engelsk<br />

Keywords: lægemiddel<strong>for</strong>mulering, pulver, blanding, hom<strong>og</strong>enitet<br />

Abstract<br />

With only a few exceptions, drug substances (API, active pharmaceutical ingredients) are <strong>for</strong>mulated<br />

with suitable excipients to obtain an applicable dosage <strong>for</strong>m. Among the various pharmaceutical<br />

dosage <strong>for</strong>ms, tablets are by far the most widely used dosage <strong>for</strong>m. The first step in tablet<br />

manufacturing is mixing the API with the other excipients to obtain a hom<strong>og</strong>eneous powder<br />

that is than compressed into tablets. The hom<strong>og</strong>eneous distribution of the API throughout the<br />

powder blend is of uppermost important to ensure a safe and efficient therapy. Large dosage variations<br />

(<strong>for</strong> example due to processing of an inhom<strong>og</strong>eneous powder mixture) bear the danger of<br />

overdosage (potential serious adverse effects) on the one and underdosage (inefficient therapy)<br />

on the other hand.<br />

In this project, you will compare different methods of powder mixing and elucidate critical<br />

process parameters (i.e. shear <strong>for</strong>ce, mixing time, filling level of the mixing vessel etc.). You will<br />

use relevant pharmaceutical excipients (fillers like lactose monohydrate and mannitol) and a dye<br />

as “model drug”. To ensure a rational and efficient work in the lab, you will develop a study design<br />

including the various process parameters and specification of the sampling process. Finally,<br />

we shall discuss the experimental results on the basis of theoretical principles.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

H.J. Venables and J.I. Wells. Powder mixing. Drug Development and Industrial Pharmacy 27<br />

(2001) 599-612.<br />

T. Shinbrot and F.J. Muzzio. Mixing and segregation in tumbling blenders. In: J. Swarbrick and<br />

J.C. Boylan (Eds), Encyclopedia of Pharmaceutical Technol<strong>og</strong>y, Marcel Dekker, 2002, 1795-<br />

1810.<br />

63


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 62. Profiling the sperm lipidome<br />

Vejleder: Christer Ejsing, cse@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktiske del: BMB´s øvelseslaboratorium<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Tværfagligt projekt der kræver interesse i analytisk kemi <strong>og</strong> biokemi.<br />

Projektet tilbydes NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende<br />

Keywords: mass spectrometry, lipids, sperm, reproductive health<br />

Abstract<br />

The lipidome of eukaryotic cells consists of hundreds to thousands of individual lipid species<br />

that constitute membranes, store metabolic energy and function as bioactive molecules. Cellular<br />

membranes play key roles in cell physiol<strong>og</strong>y, from fertilization through almost every cellular<br />

function to cell division. Recent developments in mass spectrometry have allowed the molecular<br />

characterization of the compositional and structural complexity of lipids in cellular membranes.<br />

With this tool in hand, this project aims to investigate the molecular lipid composition of semen<br />

and sperm in the context of male reproductive health.<br />

Male reproductive health has been in focus during recent years, with several laboratories having<br />

reported deterioration in semen quality. Although endocrine factors have been suggested as one<br />

of the possible causes, the topic remains controversial and the adverse trend is not apparent everywhere.<br />

Lipids and regulation of membrane dynamics are essential <strong>for</strong> multiple aspects of<br />

sperm physiol<strong>og</strong>y ranging from spermat<strong>og</strong>enesis in the testis to the fertilization process where<br />

the sperm and egg cell undergo fusion. Thus, a detailed analysis of sperm lipids could contribute<br />

to a better understanding of membrane function in the context of sperm physiol<strong>og</strong>y and, moreover,<br />

of fertilization.<br />

In this project the students will get hands-on experience with lipid mass spectrometry. The students<br />

will initially conduct a literature review on sperm physiol<strong>og</strong>y with a focus on lipid function.<br />

This work will help design experiments, sample preparation routines, and furthermore determine<br />

what molecular lipid species can potentially be found in semen and sperm prior to the<br />

analysis.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

(1) van Meer G (2005) Cellular lipidomics. EMBO J 24:3159–31.<br />

(2) Ejsing CS et al. (2009) Global analysis of the yeast lipidome by quantitative shotgun mass spectrometry. PNAS 106(7):2136-41<br />

(3) Rabionet M et al. (2008). Male germ cells require polyenoic sphingolipids with complex glycosylation <strong>for</strong><br />

completion of meiosis: a link to ceramide synthase-3. J Biol Chem. 283(19):13357-69.<br />

64


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 63. Rec<strong>og</strong>nize handwritten text<br />

Vejleder: Marie Christ, christm@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Pr<strong>og</strong>rammering<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Projektet er særligt velegnet til<br />

studieordning i datal<strong>og</strong>i. Projektet, inkl. rapport <strong>og</strong> eksamen, holdes på engelsk.<br />

Keywords: Artificial Neural Networks, Machine Learning<br />

Abstract<br />

How to teach a computer to read handwritten letters? The "normal" approach is to write a pr<strong>og</strong>ramm.<br />

This means the pr<strong>og</strong>rammer maps a picture with certain choosen criteria to a letter.<br />

Slightly different letters are not rec<strong>og</strong>nized. While this rec<strong>og</strong>nition task can be solved by children.<br />

Children do not have any pr<strong>og</strong>rammer writing a pr<strong>og</strong>ram <strong>for</strong> developing their skill. They<br />

learn by themselves to abstract from given examples. What mechanisms do humans use to learn<br />

handwritten letters? Can such c<strong>og</strong>nition be adapted <strong>for</strong> computer usage?<br />

Biol<strong>og</strong>ical systems use neural networks to process in<strong>for</strong>mations. Neural networks consist of<br />

many simple, identical units that have weighted and adaptable connections. A single neuron is<br />

not much more than a simple switch. It has many inputs and as soon as the input reaches a certain<br />

threshold it produces an output. The concept of neural networks is to implement simple<br />

connected units that are able to learn.<br />

An artificial neuron maps an input vector to a scalar value. The weighted input values are<br />

summed up, and output is controlled by a non-linear transfer function. Afterwards the weights<br />

are adapted given correctly classified examples.<br />

In the project you will learn about different types of neural networks, and implement a neural<br />

network and a learning procedure yourself. You will then train your neural network to rec<strong>og</strong>nize<br />

<strong>for</strong> example handwritten numbers and/or letters.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Simon Haykin: Neural Networks, A Comprehensive Foundation, 2nd Edition, Prentice Hall International<br />

Editions.<br />

Christopher M. Bishop: Neural Networks <strong>for</strong> Pattern Rec<strong>og</strong>nition, Ox<strong>for</strong>d Univ. Press.<br />

David Kriesel: A brief Introduction to Neural Networks,<br />

http://www.dkriesel.com/en/science/neural_networks<br />

65


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 64. Resistance to antibiotics by RNA<br />

methylation<br />

Vejleder: Stephen Douthwaite, srd@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktiske del: Mikrobiol<strong>og</strong>i laboratoriet ved BMB<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 2 grupper kan arbejde med projektet (1 eksperimentelt<br />

<strong>og</strong> 1 teoretisk)<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. Dele af vejledning vil<br />

<strong>for</strong>egå på engelsk.<br />

Keywords: Experimental project; bioin<strong>for</strong>matics project; antibiotic resistance; ribosomal<br />

RNA; methyltransferases<br />

Abstract<br />

Bacterial resistance to antibiotics is a growing worldwide problem that hinders the effective<br />

treatment of bacterial infections. In many cases, bacteria become resistant to an antibiotic either<br />

by acquiring an extra gene or as the result of a single mutation in a gene that they already possess.<br />

Infections with path<strong>og</strong>enic bacteria can often be treated with antibiotics belonging to the<br />

macrolide, lincosamide, strept<strong>og</strong>ramin B (MLSB) group. Although these three types of antibiotic<br />

are very different in their chemical structure, they bind to the same region of the large ribosomal<br />

subunit (see figure). Bacteria become resistant to all the MLSB drugs by acquiring a single extra<br />

gene (an erm methyltransferase gene) that encodes an enzyme which specifically methylates one<br />

nucleotide in the bacterial ribosomal RNA. This modification confers resistance by blocking the<br />

binding of the MLSB drugs to their target site on the ribosome.<br />

Projects will be designed by two independent groups to investigate this type of antibiotic resistance.<br />

One group will work mainly in the laboratory with experimental techniques; while the<br />

other group will base their studies on bioin<strong>for</strong>matics approaches.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler som udleveres til de studerende<br />

Poehlsgaard, J. and Douthwaite, S. (2005). Antibiotic targets on the bacterial ribosome.<br />

Nature Reviews Microbiol<strong>og</strong>y. 3, 870-881.<br />

Desmolaize B., Rose, S., Warrass, R. & Douthwaite S. (2011). Erm monomethyltransferase in antibiotic<br />

resistance isolates of Mannheimia haemolytica and Pasteurella multocida. Mol Microbiol. 80: 184-194.<br />

66


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 65. Saltpumper i fiskegællen<br />

Vejleder: Steffen Søndergaard Madsen, steffen@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong>, <strong>for</strong>skningslaboratorium, uge 17<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: 3-4 studerende, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: iontransport, NaK-pumpen, aquaporiner, gællefunktion, hormoner, mRNA <strong>og</strong><br />

protein ekspression<br />

Abstract<br />

Fiskegællen har mange funktioner, bl.a. respiratoriske, syre-base regulatoriske <strong>og</strong> ionregulerende<br />

funktioner. Gællen har en kompleks tre-dimensionel struktur, der på trods af dens<br />

kompakte størrelse giver den et meget stort overfladeareal. Relativt få celletyper indgår i gællens<br />

opbygning: stukturelle (brusk- <strong>og</strong> søjleceller) <strong>og</strong> epithelceller (mukus, flise- <strong>og</strong> kloridceller).<br />

Kloridcellerne findes i flere sub-typer (ion-optagende <strong>og</strong> ion-udskillende), der varierer i antal<br />

afhængigt af ionindholdet i det omgivende vand. Gællens tynde struktur <strong>og</strong> høje permeabilitet<br />

bevirker at u<strong>for</strong>delagtige passive fluxer af vand <strong>og</strong> ioner opstår over gælleepithelet. Disse fluxer<br />

virker <strong>for</strong>styrrende på fiskens vand- <strong>og</strong> saltbalance <strong>og</strong> må kompenseres på flere <strong>for</strong>skellige niveauer<br />

<strong>for</strong> ikke at fiskens indre miljø <strong>for</strong>styrres. Et af de osmoregulerende organer er netop gællen,<br />

der både aktivt kan optage <strong>og</strong> udskille ioner - afhængig af saltholdigheden fisken lever i. Euryhaline<br />

fisk kan omstille sig mellem <strong>for</strong>skellige saltholdigheder, bl.a. <strong>for</strong>di deres gællefunktion<br />

kan omstilles fra netto ion-optagelse (i ferskvand) til netto ion-udskillelse (i saltvand). Denne<br />

omstilling involverer regulering af en række <strong>for</strong>skellige ion- <strong>og</strong> vandtransport proteiner der findes<br />

i gællens <strong>for</strong>skellige celler. Blandt disse kan nævnes Na + ,K + -pumpen, Na + ,K + , 2Cl - -<br />

cotransporteren, CFTR Cl - -kanalen <strong>og</strong> H + -pumpen. N<strong>og</strong>le af disse fungerer i både ferskvand <strong>og</strong><br />

saltvand (f.eks. Na + ,K + -pumpen), hvorimod andre fungerer når fisken opholder sig i enten ferskvand<br />

(H + -pumpen) eller saltvand (Na + ,K + , 2Cl - -cotransporteren, CFTR Cl - -kanalen). Derudover<br />

skal gællecellernes vand-permeabilitet reguleres <strong>for</strong> at sikre at cellernes volumen holdes konstant.<br />

Heri indgår regulering af aquaporiner – molekylære vandkanaler.<br />

Projektet tager sigte på at karakterisere hvorledes gællefunktionen ændres i <strong>for</strong>bindelse med omstilling<br />

mellem saltholdigheder? Mængden <strong>og</strong> reguleringen af vigtige ion- <strong>og</strong> vandtransporterende<br />

proteiner i gællen kan undersøges på mRNA- <strong>og</strong> protein-niveau ved teknikker som spektrofotometri,<br />

enzymassays, Western blotting <strong>og</strong> kvantitativ real-time PCR (QPCR). Forsøg med hormonel<br />

regulering af ekspressionen kan evt. indgå. Projektet vil give en stor mulighed <strong>for</strong> <strong>for</strong>dybelse<br />

i basale fysiol<strong>og</strong>iske <strong>og</strong> molekylære tilpasningsstrategier i <strong>for</strong>bindelse med miljøskift.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende:<br />

Hirose, S., Kaneko, T., Naito, N. & Takei, Y. (2003) Molecular biol<strong>og</strong>y of major components of<br />

chloride cells. Comparative Biochemistry and Physiol<strong>og</strong>y 136B: 593–620.<br />

67


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 66. Self-cleaning surfaces – the Lotus effect<br />

Vejleder: Beate Klösgen, kloesgen@sdu.dk; Per Morgen, permorgen@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: FKF, Dep. of Physics, Chemistry and Pharmacy<br />

Gruppeplacering: FKF , MEMPHYS labs<br />

Gruppeplacering: FFK , MEMPHYS labs<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 3 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Teaching language will be a<br />

mixture of English and Danish; reporting / presentation can be chosen to be<br />

per<strong>for</strong>med in either language<br />

Keywords: nanobioscience / bionics / physics: Lotus effect / wetting – dewetting / hydrophobic<br />

ef-fect<br />

Abstract<br />

The Lotus plant is famous not only <strong>for</strong> its exotic beauty but as well the self-cleaning properties<br />

of its leaves: rain or water condensed onto the leave surface spontaneously <strong>for</strong>m small droplets<br />

that might grow until the leave bents under the load to spill them off. On<br />

their way, the droplets pick up dirt as dust or bacteria thus keeping the plants<br />

clean, healthy, and well-doing. The origin of the effect – now called Lotuseffect<br />

– is a combination of two properties: hydrophobic material on the<br />

leave surface is organized in a minute surface structure (“roughness”). This<br />

causes excessive water repulsion – the surface is “superhydrophobic”. The<br />

effect allows to walk on water – in principle at least, as does a pond skater.<br />

Creating surfaces of designed wetting properties, and especially de-wetting of water by controlled<br />

processes has recently created huge scientific interest because of its fundamental relevance<br />

in the context of the “hydrophobic effect” and because of its high technol<strong>og</strong>ical impact.<br />

The practical part involves<br />

in<strong>for</strong>mation gathering (contact interfaces, wetting, contact angles; hydrophobic/hydrophilic<br />

materials; micro-structure triggered super-hydrophobicity; preparation processes),<br />

collecting examples <strong>for</strong> hydrophobic surfaces from nature;<br />

preparing them <strong>for</strong> the scanning electron microscope (SEM), studying selected hydrophobic<br />

surfaces using the SEM,<br />

measuring contact angles,<br />

if time allows: preparation of artificial hydrophobic, hydrophilic and super-hydrophobic surfaces,<br />

and characterizing them building of your own artificial pond-skater.<br />

The project will start with reading assignments and discussions. Students will learn to assemble<br />

the in<strong>for</strong>mation required using the local library and electronic data bases. They will prepare their<br />

own selection of samples (3-4 types per group) and to characterize them by water contact angles<br />

and SEM imaging.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Handout material will be offered from week 1. Additional material will be found during a literature<br />

search (university library, internet, data bases )<br />

68


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 67. Simulations with cellular automata<br />

Vejleder: Philipp Peters, phpeters@imada.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA)<br />

Praktisk del: Pr<strong>og</strong>rammering<br />

Gruppeplacering: IMADA eller Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. To grupper kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Projektet er særligt velegnet til<br />

studieordning i datal<strong>og</strong>i / The project is specially suitable <strong>for</strong> students with<br />

curriculum in computer science. Oral supervision will be in English, written<br />

communications can be in Danish.<br />

Keywords: Computer Science, Cellular Automata, Modeling and Simulation, Pattern<br />

Formation<br />

Abstract<br />

In 1952 the English mathematician, l<strong>og</strong>ician, and computer<br />

scientist Alan Turing stated: "It is suggested that a system<br />

of chemical substances, called morph<strong>og</strong>ens, reacting t<strong>og</strong>ether<br />

and diffusing through a tissue, is adequate to account<br />

<strong>for</strong> the main phenomena of morph<strong>og</strong>enesis." With relatively<br />

easy mathematical <strong>for</strong>mulations and by means of simulations<br />

with so-called cellular automata (CA), it is possible to<br />

model and analyze the related problem of pattern <strong>for</strong>mation<br />

that occurs on sea shells or on animal skins. A CA is a remarkable<br />

simple discrete model studied in computability theory that consists of a regular grid of<br />

cells each in one of a finite number of states, such as “On” and “Off”. Each cell has a finite set of<br />

neighborhood cells. The current state of a cell itself and the current states of the cells in its<br />

neighborhood are considered to determine synchronously the new state of a cell.<br />

In a straight<strong>for</strong>ward manner such CA can be used to simulate the mechanism that is supposed to<br />

be responsible <strong>for</strong> generating the be<strong>for</strong>e mentioned patterns. This mechanism is based on a socalled<br />

reaction-diffusion system of the morph<strong>og</strong>en prepatterns. The subsequent differentiation of<br />

cells to produce melanin (pigments that affect skin color) simply reflects the spatial patterns of<br />

morph<strong>og</strong>en concentration.<br />

The project aims at giving the participants knowledge on modeling with CA and experience in<br />

the implementation of CA-based simulations. The simulation of animal skin patterns is just one<br />

suggestion, other topics could be <strong>for</strong>est fire, traffic jam, predator-prey-system, game of life, etc.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

A. Deutsch, S. Dormann: Cellular Automaton Modeling of Biol<strong>og</strong>ical Pattern Formation,<br />

Birkhäuser Boston, 2005.<br />

L.B. Kier, P.G. Seybold, and C.-K. Cheng: Modeling Chemical Systems Using Cellular Automa-<br />

ta, Springer Netherlands, pages 9-38, 2005.<br />

S. Wolfram: A new kind of science, Wolfram Media, 2002<br />

69


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 68. Skin protection <strong>for</strong> extreme conditions<br />

Vejledere: Annette Bauer-Brandl, annette.bauer@sdu.dk,<br />

Beate Klösgen, kloesgen@memphys.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: FKF, Dep. of Physics, Chemistry and Pharmacy<br />

Praktisk del: preparation of skin cream, testing of stability;<br />

student lab (IFK), Lab 7 (IFK)<br />

Gruppeplacering: library<br />

Gruppestørrelse: min. 3 and max. 5 participants. One group can work on the project.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. The project is designed<br />

<strong>for</strong> students in pharmacy but other students are welcome, too.<br />

Keywords: cream, ointment, emulsion, dispersion, interface, surface active materials,<br />

phase inversion<br />

Abstract<br />

Skin is the body‟s biggest organ, and it has many important functions: to protect the body against<br />

infections, to insulate, to regulate the temperature, to protect against water loss; skin hosts sensors<br />

<strong>for</strong> heat, cold, pressure etc. . In addition it provides peculiar transport properties that are essential<br />

<strong>for</strong> life functions but that can as well be used <strong>for</strong> the administration of drugs (e.g. ointments,<br />

creams, gels, plasters).<br />

In this project, focus will be on the basics of skin care <strong>for</strong>mulations and no drugs will be applied.<br />

We shall develop a protection cream or ointment <strong>for</strong> extreme conditions – while travelling far<br />

north or far south. At very low temperatures, the skin must be protected against frost damage and<br />

desiccation, and at high temperature water loss must be balanced but still admit sweating. However,<br />

the properties of a cream change depending on temperature, both high and low, and also<br />

salt / sweat has an influence. This may cause problems to store the cream, and even more so to<br />

apply it, and the expected functionality may be hampered.<br />

Creams consist of two phases (aqueous and oily), and their properties at room temperature<br />

strongly depend on their composition, and on the preparation method. Compositions are qualitatively<br />

declared on cosmetic products, and there are standard recipes <strong>for</strong> cream and ointment<br />

bases. Surface active materials support the stabilize droplets in emulsions. However, at high<br />

temperatures and in contact with salt, droplets may coagulate, and the cream may break (turn<br />

liquid and useless).<br />

The project starts with literature work to define and describe by examples: emulsion, cream,<br />

ointment, lotion, milk, dispersion, types of surfactants, tensides, oils etc.. Recipes <strong>for</strong> creams are<br />

collected, their ingredients evaluated. Several creams will be made using different methods.<br />

Properties as e.g. stability and applicability <strong>for</strong> different settings will be explored. A comparison<br />

with a commercial product shall also be made.<br />

The goal of the project is to understand emulsions, lotions, and ointments, and the impact of their<br />

composition <strong>for</strong> practical use. You shall try yourself and figure out whether you can, in small<br />

amounts in the lab, produce a better cream than an industrial product.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Literature<br />

R. Heusch: “Emulsions”. In: Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012; Wiley-VCH, Weinheim.<br />

Pharmacopoeia Europaeia: Mon<strong>og</strong>raph: “Semi-solid preparations <strong>for</strong> cutaneous application<br />

70


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 69. Skarven: had <strong>og</strong> kærlighed deler<br />

befolkningen<br />

Vejleder: Magnus Wahlberg, magnus@fjord-baelt.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Fjord&Bælt <strong>og</strong> Marinbiol<strong>og</strong>isk Laboratorium, Kerteminde<br />

Gruppeplacering: Fjord&Bælt <strong>og</strong> Marinbiol<strong>og</strong>isk Laboratorium, Kerteminde<br />

Gruppestørrelse: 3-5, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: skarv, naturbevarelse, fiskeri<br />

Abstract<br />

Skarven er et af Europas mest omdiskuterede dyr. Der findes flere skarver i Danmark end i n<strong>og</strong>et<br />

andet land i Europa. Dette hænger sammen med en effektiv beskyttelse af skarven i de seneste 40<br />

år. D<strong>og</strong> er skarvens tilstedeværelse ikke uproblematisk: den ødelægger de træer den bygger reder<br />

i gennem alt <strong>for</strong> intensiv gødning. I en del områder bliver fiskebestandene påvirkede af et enormt<br />

fisketryk fra store skarvkolonier. Skarven kan <strong>og</strong>så ødelægge store dele af fangsten i fiskeredskaber<br />

så som i ned- <strong>og</strong> bundgarn. Det er der<strong>for</strong> mange, som har et meget klart <strong>og</strong> udtalt had til<br />

skarven. Skarvens tilstedeværelse i den danske natur stiller mange spørgsmål omkring naturbevarelse<br />

på spidsen: hvordan håndterer vi dyr i vores fauna, som faktisk ødelægger biotoper <strong>for</strong> andre<br />

– har disse dyr sin egen eksistensberettigelse?<br />

I <strong>for</strong>løbet udarbejdes der et kortfattet <strong>for</strong>midlingsmateriale som indeholder facts <strong>og</strong> fup omkring<br />

skarven. Der laves undersøgelser både af den tamme skarv, som holdes ved Fjord&Bælt, <strong>og</strong> de<br />

vilde skarver, som yngler på <strong>for</strong>skellige steder omkring Fyn. Formidlingsmaterialet testes på besøgende<br />

ved Fjord&Bælt såvel som lokale fiskere <strong>og</strong> andre ‟almindelige‟ borgere gennem et<br />

spørgeskema, både før <strong>og</strong> efter de har lært skarven at kende. På denne måde undersøger vi om<br />

<strong>for</strong>skellige gruppers indstilling til denne kontroversielle fugl kan påvirkes gennem in<strong>for</strong>mationskampagner.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Thomas Bregnballe: Skarven. DMU, 2010.<br />

Websider omkring skarv-konflikten.<br />

71


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 70. Smart climbing – Geckos have it in their<br />

feet<br />

Vejleder: Beate Klösgen, kloesgen@sdu.dk; Per Morgen, permorgen@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: FKF, Dep. of Physics, Chemistry and Pharmacy<br />

Gruppeplacering: FKF , MEMPHYS labs<br />

Gruppestørrelse: 3-4 participants per group, 1 group<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Teaching language will be a<br />

mixture of English and Danish ;<br />

reporting / presentation can be chosen to be per<strong>for</strong>med in either language<br />

Keywords: nanobioscience / bionics / physics:<br />

Gecko effect / adhesion / van-der-Waals interaction<br />

Abstract<br />

All Geckos can, Spiderman can, too, at least if the proper adhesive<br />

is available! Climbing the wall, just by running it, how can that be<br />

done?<br />

The project introduces into the topic of adhesion – the tight interaction<br />

among two adjacent surfaces. Students will learn about what<br />

are the interactions that can serve as a glue, and about how must an<br />

interaction surface be designed <strong>for</strong> the case of tight adhesion, still<br />

allowing to detach?<br />

The Gecko foot “knows” to do it in perfection! The trick will be<br />

seen to consist in a combination of the proper interaction – the vander-Waals<br />

interaction – with a nanoscopic structure: tiny protein<br />

filaments provide van-der-Waals contact sites with the wall. Thus<br />

the Gecko can nicely stick to a wall at whatsoever height, and still<br />

lift its feet and continue to run its way up or down.<br />

The practical part involves<br />

in<strong>for</strong>mation gathering (contact and adhesion, van-der-Waals interaction; change of interaction<br />

area by filament bending de<strong>for</strong>mation),<br />

preparing Gecko foot skin <strong>for</strong> the scanning electron microscope (SEM),<br />

studying the Gecko foot using the SEM,<br />

exploit the conditions of designing artificial surfaces capable of the “Gecko effect”<br />

The project will start with reading assignments and discussions. Students will learn to assemble<br />

the in<strong>for</strong>mation required using the local library and electronic data bases. They will prepare their<br />

own samples and learn how to characterize them by SEM (and possibly by <strong>for</strong>ce measurements).<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Handout material will be offered from week 1; literature search.<br />

72<br />

from: Geim et al., Microfabricated<br />

adhesive mimicking Gecko foot-hair,<br />

Natuer Materials, 2, 461-463 (2003)


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 71. Smågnavere i Svanninge Bjerge<br />

Vejleder: Thomas Bjørneboe Berg, tbb@naturama.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Svanninge Bjerge<br />

Gruppeplacering: Bibliotek eller Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: 3-5. Der kan oprettes 2 grupper, som med <strong>for</strong>del kan samarbejde om feltarbejdet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende. Ingen mulighed <strong>for</strong> vejledning i<br />

uge 16 <strong>og</strong> 17.<br />

Keywords: Smågnavere, artskendskab, fangst-genfangst, bestandsestimater<br />

Abstract<br />

Smågnavere kan inddeles i studsmus <strong>og</strong> ægte mus. Til studsmusene hører bl.a. markmus, rødmus<br />

<strong>og</strong> mosegris mens fx halsbåndmus <strong>og</strong> skovmus hører til de ægte mus. De to grupper har vidt <strong>for</strong>skellige<br />

levevis <strong>og</strong> tilpasninger til føde. Smågnavere spiller en helt central rolle i økosystemet, <strong>og</strong><br />

betegnes i visse sammenhænge som nøglearter. Deres antal <strong>og</strong> bestandsfluktuationer har dermed<br />

stor indflydelse på andre trofiske niveauer i økosystemet. Kendskab til populationsstørrelser <strong>og</strong><br />

trofiske interaktioner omkring en given art, er grundlaget <strong>for</strong> udarbejdelse af matematiske modeller,<br />

der kan anskueliggøre, hvilke parametre der bedst <strong>for</strong>klarer de variationer man registrerer i<br />

naturen.<br />

Svanninge Bjerge rummer en mosaik af <strong>for</strong>skellige skovtyper.<br />

Projektet vil fokusere på hvorvidt der er <strong>for</strong>skel på<br />

smågnavernes artssammensætning <strong>og</strong> bestandstæthed i de<br />

<strong>for</strong>skellige skovhabitater.<br />

Metoder: Fangst-genfangst.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemiker.<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Sinclair Anthony. R.E., John M. Fryxell., and Graeme Caughley 2006. Chapter 13. Counting animals<br />

In: Wildlife Ecol<strong>og</strong>y, Conservation, and Management (Second edition), Blackwell Publishing.<br />

Pp. 217-244<br />

Jensen, T. S., 1982 Seed Production and Outbreaks of Non-Cyclic Rodent Populations in Deciduous<br />

Forests. Oecol<strong>og</strong>ia (Berl) 54: 184-192.<br />

Boonstra, R et al. 2001. Voles and Mice. In: Krebs, C.J., S. Boutin & R. Boonstra (eds.) Ecosystem<br />

Dynamics of the Boreal Forest – The Kluane Project. Ox<strong>for</strong>d University Press. Pp.: 215-239<br />

73


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 72. Struktur af G-quadrupleksen i de humane<br />

telomerer<br />

Vejleder: Michael Petersen, mip@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Praktisk del: Udføres på <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci<br />

Gruppeplacering: <strong>Institut</strong><br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende. Projektet er et teoretisk<br />

projekt<br />

Keywords: telomer, G-quadrupleks, beregningskemi, molekyldynamik, struktur<br />

Abstract<br />

Den genetiske kode findes som en DNA dobbelthelix i chromosomerne. I enderne af chromosomerne<br />

sidder der n<strong>og</strong>le DNA sekvenser, der ikke koder <strong>for</strong> proteiner. Disse DNA sekvenser<br />

kaldes <strong>for</strong> telomerer. Hver gang en celle deles, <strong>og</strong> chromosomerne kopieres, bliver telomererne<br />

afkortet en lille smule. Dette skyldes, at chromosomerne ikke kan kopieres fuldstændigt af DNA<br />

polymerasen. Udover at beskytte kopieringen af genomet spiller telomererne <strong>og</strong>så en vigtig rolle<br />

i at kontrollere cellernes levetid: For hver celledeling <strong>for</strong>kortes telomererne en smule, <strong>og</strong> når telomerene<br />

bliver <strong>for</strong> korte, vil cellen dø. Telomererne består dels af et stykke dobbeltstrenget<br />

DNA <strong>og</strong> et enkeltstrenget stykke. Det er det enkeltstrengede stykke, der er basis <strong>for</strong> dette projekt.<br />

DNA sekvensen af denne er bygget op af hundredevis af gentagelser af sekvensen TTAGGG.<br />

Sådan en DNA sekvens, der indeholder mange guaniner, G-baser, kan danne en struktur, der kaldes<br />

en G-quadrupleks (Figur 1), hvor fire DNA strenge binder til hinanden via en G-tetrade (Figur<br />

1).<br />

Det er stadigvæk et åbent spørgsmål, hvordan den præcise struktur af den humane telomer er i<br />

celler, da <strong>for</strong>skellige eksperimentelle teknikker giver <strong>for</strong>skellige strukturer af modelsystemer. I<br />

dette projekt vil vi undersøge de <strong>for</strong>skellige strukturer ved brug af beregningskemi. Mere specifikt<br />

vil projektet starte med en introduktion til <strong>for</strong>skellige beregningskemiske teknikker bl.a. molekyldynamik.<br />

Disse teknikker er I <strong>og</strong>så til en hvis grad stødt på i den teoretiske øvelse i KE501.<br />

Dernæst skal <strong>for</strong>skellige mulige G-quadrupleks strukturer, opbygget af korte DNA strenge, studeres<br />

med molekyldynamik. Vi kan undersøge, om det er muligt at invadere såkaldte t-loops med<br />

DNA-strenge opbygget af kemisk-modificeret DNA. Afsluttende kan man tænke sig, at der bygges<br />

modeller af, hvordan strukturen af et længere stykke telomer kunne se ud.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemikere<br />

Figur 1. En G-tetrade opbygget af fire<br />

guaninbaser <strong>og</strong> et eksempel på en foldet<br />

G-quadrupleks.<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Relevant litteratur udleveres <strong>og</strong> diskuteres med de studerende<br />

74


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 73. Støv <strong>og</strong> bakterier i lægemidler<br />

Vejleder: Alexander Treusch, atreusch@biol<strong>og</strong>y.sdu.dk<br />

Martin Brandl, mmb@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>ter: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong> (BI),<br />

<strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF),<br />

Praktisk del: Opsamling af prøver fra renrum, FKF;<br />

U19, GMO-laboratorium; Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Biblioteket<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Bakterier, mikrobiol<strong>og</strong>i, renrum, hygiejne, sterile lægemidler<br />

Abstract<br />

Myndighederne stiller krav om renhed af lægemidler. Særligt sterile lægemidler, som injektioner,<br />

infusioner <strong>og</strong> øjendråber, skal være fri <strong>for</strong> mikroorganismer <strong>og</strong> der<strong>for</strong> kræver fremstilling af lægemidlerne<br />

høje standarder med hensyn til renhed. Brug af renrum reducerer risikoen <strong>for</strong> kontaminering<br />

af et lægemiddel. Formålet er først <strong>og</strong> fremmest at beskytte produktet (lægemidlet) fra<br />

potentiel kontaminering. Kontaminering kan være alt fra støv til mikroorganismer. Et renrum kan<br />

aldrig være helt sterilt eller støvfrit. Renrummene designes <strong>og</strong> arbejdsrutiner oparbejdes <strong>for</strong> at<br />

reducere <strong>for</strong>ureningerne. Normerne sætter grænserne <strong>for</strong> både den partikulære <strong>og</strong> mikrobielle<br />

<strong>for</strong>urening der er acceptabel i de <strong>for</strong>skellige renhedsniveauer,<br />

der er beregnet til <strong>for</strong>skellige fremstillingsprocesser <strong>for</strong> lægemidler.<br />

Formålet med dette projekt er at måle <strong>for</strong>ureningsniveauet i<br />

det farmaceutiske renrum på FKF samt at <strong>for</strong>søge at differentiere<br />

om de observerede partikler er af mikrobiel oprindelse<br />

eller støv. Eksperimentelle <strong>for</strong>søg kunne inkludere (men er<br />

ikke begrænset til): partikeltælling under <strong>for</strong>skellige <strong>for</strong>hold,<br />

omklædningsrutiner der udføres af personalet, mikrobiel<br />

vækst vha. agar plader, ”wipe tests” af overflader <strong>og</strong> sammenligning<br />

af de <strong>for</strong>skellige renrumsklassifikationer. Metoder<br />

der kan bruges er: in situ partikel tælling, mikrobiel opsamling<br />

<strong>og</strong> optælling, mikroskopi samt molekylærbiol<strong>og</strong>iske<br />

metoder.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

B<strong>og</strong>: Pharmaceutical Practice, 2nd ed., A.J. Winfields, R.M.E. Richards, chapter 24 ”Clean<br />

rooms <strong>for</strong> the production of pharmaceutical products”. B<strong>og</strong>en er ikke tilgængelig på SDU-UB<br />

udlån; der kan d<strong>og</strong> fås en elektronisk kopi af kap 24 af Martin Brandl ved henvendelse.<br />

B<strong>og</strong>: “Mikrobiol<strong>og</strong>i” Herluf Thougaard, Verner Varlund & Rene Møller Madsen<br />

EU GMP Annex 1: http://ec.europa.eu/health/files/eudralex/vol-4/pdfsen/2008_02_12_gmp_annex1_en.pdf<br />

75


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 74. Supermodel med Parkinson<br />

Vejleder: Nils Færgeman, nils.f@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktiske del: Lipid gruppens laboratorium<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Min. 3 <strong>og</strong> max. 5 deltagere pr. hold, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Parkinson, Plantemedicin, lægemidler, C. elegans, fluorescens mikroskopi<br />

Abstract<br />

Flere neurodegenerative sygdomme skyldes at bestemte proteiner ændrer <strong>for</strong>m <strong>og</strong> aggregerer i<br />

små – men synlige – aggregater i nervecellerne. Det er ofte sygdomsspecifikke proteiner, der<br />

ændrer <strong>for</strong>m <strong>og</strong> aggregerer: α-synuklein ved Parkinsons sygdom, amyloid-β <strong>og</strong> tau ved<br />

Alzheimers sygdom, superoxid dismutase ved Amyotrofisk lateral sklerose (ALS) <strong>og</strong> huntingtin<br />

ved Huntingtons Chorea. Trods deres simplicitet har både bananfluen Drosophila melan<strong>og</strong>aster<br />

<strong>og</strong> rundormen Caenorhabditis elegans været brugt som modelorganismer til at undersøge de<br />

mekanismer, der ligger bag disse lidelser. Disse organismer er yderst velegnede til sådanne<br />

studier, idet deres genomer indeholder adskillige gener, som <strong>og</strong>så findes i mennesker.<br />

Visse stoffer, f. eks. epigallocatechingallat (EGCG) der findes i grøn te, menes at mindske<br />

dannelsen af n<strong>og</strong>le af disse aggregater. I projektet vil vi anvende nematoden C. elegans som<br />

modelorganisme <strong>for</strong> Parkinsons sygdom <strong>og</strong> <strong>for</strong>søge at identificere nye <strong>for</strong>bindelser fra<br />

planteekstrakter, som kan reducere dannelsen af -synuclein aggregater <strong>og</strong> dermed nedsætte<br />

udviklingen af Parkinson. De studerende opnår kendskab til neurol<strong>og</strong>iske lidelser, dyrkning af C.<br />

elegans i kultur, basal <strong>og</strong> fluorescens mikroskopi teknikker.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste<br />

http://www.wormbase.org/<br />

http://www.wormatlas.org/<br />

76


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 75. ”Thrombin-bindende aptamerer”<br />

Vejleder: Jesper Wengel, jwe@sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci (FKF)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong><br />

Gruppeplacering: Bibliotek<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 4 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Lægemiddeludvikling, molekylær biomedicin, DNA, aptamerer, proteiner<br />

Abstract<br />

Aptamerer er enkeltstrengede nucleinsyrer, der via binding til proteiner <strong>og</strong> andre biomolekyler<br />

kan fungere som lægemidler. TBA er en aptamer, der binder til proteinet thrombin. TBA, der er<br />

en <strong>for</strong>kortelse <strong>for</strong> thrombin-bindende-aptamer, er en 15 nukleotider lang DNA streng, der folder<br />

til en såkaldt quadruplex-struktur (se neden<strong>for</strong> til venstre). Det er denne quadruplex-<strong>for</strong>m af<br />

TBA, der binder til thrombin. Da thrombin er det vigtigste enzym i blodkoaguleringen, har TBA<br />

en anti-koagulerende effekt <strong>og</strong> derved en række spændende farmaceutiske anvendelsesmuligheder.<br />

Under projektet vil bl.a. aptamerer (specielt TBA), kemisk modificeret TBA, thrombin <strong>og</strong> betydningen<br />

af antikoagulanter skulle beskrives – specielt med fokus på medicinske muligheder. Den<br />

praktiske del af projektet vil indeholde design af en ny kemiske variant af TBA, syntese af denne<br />

samt bestemmelse af den evne til at danne quadruplex. Ved at indbygge UNA (”Unlocked<br />

Nucleic Aicd”; struktur neden<strong>for</strong> til højre) nucleotider i stedet <strong>for</strong> DNA nucleotider vil det således<br />

blive <strong>for</strong>søgt at øge TBA‟s tendens til quadruplex-dannelse. Hvis dette lykkes, vil den nye<br />

kemiske TBA-variant være en ny lægemiddel-kandidat.<br />

.<br />

G<br />

8 T T<br />

7<br />

G G<br />

6<br />

10<br />

G G<br />

1<br />

G G<br />

5<br />

11<br />

G G<br />

2 T T<br />

4<br />

12<br />

T T<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

3<br />

9<br />

15<br />

14<br />

13<br />

77<br />

O<br />

O<br />

O<br />

OH<br />

Base<br />

Litteraturliste over metodeartikler, som udleveres til de studerende<br />

O. Dahl, ”Kemisk DNA-syntese”, Dansk Kemi, 1987.<br />

J. Wengel, ”Syntetisk DNA”, Aktuel Naturvidenskab, 2000.<br />

J. K. Watts, G. F. Deleavey, M. J. Damha, Drug Discovery Today 2008, 13, 842.


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 76. Trafikken over faunabroen på Odense-<br />

Svendborgmotorvejen<br />

Vejleder: Thomas Bjørneboe Berg, tbb@naturama.dk<br />

<strong>Institut</strong>: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong><br />

Praktisk del: Faunapassage ved Svendborg<br />

Gruppeplacering: Biol<strong>og</strong>isk <strong>Institut</strong> eller biblioteket<br />

Gruppestørrelse: 3-5. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Ingen mulighed <strong>for</strong> vejledning i uge 16 <strong>og</strong> 17<br />

Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Faunaovervågning, videoovervågning, fældefangst <strong>og</strong> mærkning af smågnavere,<br />

sporfælder<br />

Abstract<br />

Mange vildtbestande er, i det moderne fragmenterede landskab, sårbare over <strong>for</strong> at genetisk drift<br />

<strong>for</strong>årsaget af isolering fra nærliggende subpopulationer af artsfæller. Etablering af store motorvejsprojekter<br />

er en af de mest markante spredningsbarrierer <strong>for</strong> pattedyr. Faunapassager etableres<br />

der<strong>for</strong> langs motorvejsstrækningen <strong>for</strong> at sikre en udveksling af arternes genetiske materiale på<br />

tværs af spredningsbarrierer. Ud<strong>for</strong>mningen af faunapassagerne tager hensyn til arternes <strong>for</strong>skellige<br />

spredningsmønstre.<br />

Projektet søger at belyse hvilke arter der benytter faunapassagen<br />

på Odense-Svendborgmotorvejen.<br />

I projektet anvendes videoovervågning <strong>for</strong> at detektere<br />

større pattedyrs færden over faunabroen. Mindre pattedyr<br />

overvåges gennem fældefangst <strong>og</strong> sporfælder.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat),<br />

Anbefalede: Matematiske metoder <strong>for</strong> fysikere <strong>og</strong> kemiker.<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Christensen, E. et al. 2007. Biol<strong>og</strong>isk vurdering <strong>og</strong> effektundersøgelser af faunapassager langs<br />

motorvejsstrækninger i Vendsyssel. Faglig rapport fra DMU nr. 631, 2007<br />

Fauna – <strong>og</strong> menneskepassager. ISBN : 87-7060-504-1<br />

Madsen, A.B. et al. 2002. Barrierer i landskabet – betyder de n<strong>og</strong>et <strong>for</strong> de vilde dyr? TEMArapport<br />

fra DMU, 40/2002,<br />

Salvig, J.C. 1991. Faunapassager i <strong>for</strong>bindelse med større vejanlæg. En udredningsopgave udført<br />

i samarbejde med Skov- <strong>og</strong> Naturstyrelsen. Danmarks Miljøundersøgelser. 67 sider. - Faglig<br />

rapport fra DMU, nr. 28.<br />

Vilhelmsen, H. 2004. Konsekvensvurdering i <strong>for</strong>hold til påvirkning af hasselmusen i <strong>for</strong>bindelse<br />

med motorvejsafslutning i Svendborg. Naturama. Pp. 23<br />

78


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 77. Udvikling af kn<strong>og</strong>le- <strong>og</strong> fedtceller fra<br />

humane stamceller<br />

Vejleder: Anders Haakonsson akh@bmb.sdu.dk, Susanne Mandrup s.mandrup@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: Mandrup laboratoriet (BMB)<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere, 1 gruppe kan arbejde med projektet<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Stamceller, genmanipulation, celledifferentiering, PPARγ<br />

Abstract<br />

Kn<strong>og</strong>ler er et dynamisk væv som gennemgår en konstant remodellering ved, at osteoclaster nedbryder<br />

gammel kn<strong>og</strong>lematrix <strong>og</strong> osteoblaster danner ny. Når processen er korrekt reguleret, dannes<br />

der ligeså meget kn<strong>og</strong>lemasse, som der nedbrydes. Forstyrres denne regulering, således at der resorberes<br />

mere kn<strong>og</strong>lematrix, end der dannes, kan det få dramatiske konsekvenser <strong>og</strong> føre til sygdommen<br />

osteoporose. Det anslås, at der er mere end 500.000 danskere, som har osteoporose, <strong>og</strong><br />

at sygdommen er den underliggende årsag til op mod 20.000 kn<strong>og</strong>lebrud hvert år.<br />

Osteoblaster udvikler sig (differentierer) fra mesenkymale stamceller, som findes i kn<strong>og</strong>lemarven.<br />

De mesenkymale stamceller kan <strong>for</strong>uden osteoblaster differentiere til mange andre celletyper, bl.a.<br />

til adipocyter (fedtceller). Specielt interessant er det, at man har fundet ud af, at der er en balance<br />

mellem udviklingen af osteoblaster <strong>og</strong> adipocyter. PPARγ er en transskriptionsfaktor, som er vigtig<br />

<strong>for</strong> adipocyt-differentieringen. PPARγ <strong>og</strong> andre adip<strong>og</strong>ene transskriptionsfaktorer har vist sig<br />

at <strong>for</strong>hindre stamcellerne i at danne transskriptionsfaktorer, som er vigtige <strong>for</strong> osteoblastudviklingen.<br />

Man ved på nuværende tidspunkt ikke, hvad der sker, hvis man tvinger en celle, som<br />

er i gang med at udvikle sig til en osteoblast, til at producere PPARγ. Måske vil PPARγ hæmme<br />

cellernes egen evne til at danne oste<strong>og</strong>ene faktorer <strong>og</strong> dermed stoppe differentieringen, måske indeholder<br />

cellen allerede så meget af de oster<strong>og</strong>ene faktorer, at den uhindret <strong>for</strong>tsætter med at udvikle<br />

sig til osteoblaster, måske skifter cellerne kurs <strong>og</strong> begynder at udvikle sig til adipocyter, eller<br />

<strong>og</strong>så sker der n<strong>og</strong>et helt fjerde.<br />

Vi kan tvinge mesenkymale stamceller til at producere proteiner så som PPARγ ved at udsætte<br />

dem <strong>for</strong> genmanipulerede viruspartikler. Virusset har vi designet således, at det virale DNA indeholder<br />

PPARγ genet <strong>og</strong> en kraftig promotor. Når celler inficeres med dette virus, vil de begynde at<br />

afkode det virale DNA <strong>og</strong> derved <strong>og</strong>så begynde at udtrykke PPARγ.<br />

I dette projekt vil I komme til at udtrykke PPARγ i n<strong>og</strong>le stamceller, som er i gang med at differentiere<br />

til osteoblaster. I skal undersøge effekten af denne dramatiske indgriben i udviklingen ved<br />

at kigge på cellerne i et mikroskop. Forinden farves cellerne med farvestoffer, som binder sig til<br />

kn<strong>og</strong>lematrix eller eventuelle fedtdråber i cellerne. I skal <strong>og</strong>så undersøge, om cellerne ændrer på<br />

udtrykket af osteoblast <strong>og</strong> adipocyt specifikke gener, ved at måle på indholdet af specifikke<br />

mRNA molekyler i cellerne.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler som udleveres til de studerende<br />

M. Kawai, K.M. Sousa, O.A. MacDougald, C.J. Rosen, AJP Endocrinol Metab 299:E3-E9, 2010<br />

P. Tontonoz, B.M. Spiegelman, Annu Rev Biochem 77:289-312, 2008<br />

79


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 78. Uni<strong>for</strong>m sampling of RNA secondary<br />

structure<br />

Vejleder: Christian Reidys, duck@santafe.edu.<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> <strong>Matematik</strong> <strong>og</strong> Datal<strong>og</strong>i (IMADA).<br />

Praktisk del: IMADA, pr<strong>og</strong>ramming<br />

Gruppeplacering: IMADA or Library<br />

Gruppestørrelse: Minimum 3 and maximum of 5 participants. Two groups can work with the<br />

project. The project, including report and exam, will be in English.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 studerende.<br />

Keywords: Uni<strong>for</strong>m sampling, sequence-structure relationship<br />

Abstract<br />

The folding of RNA sequences constitutes a mapping from sequences to structures. While it is<br />

easy to sample in sequence space by assigning independent probabilities to individual nucleotides,<br />

the sampling in structure space is more difficult. The key objective here is an ad hoc uni<strong>for</strong>m<br />

sampling of RNA structures in linear time.<br />

Tasks:<br />

Study the method to generate the secondary structures (without crossing arcs) uni<strong>for</strong>mly using<br />

the recursion <strong>for</strong> secondary structures.<br />

Implement such a sampling process.<br />

Extend the above sampling method to be able to sample structures with particular properties.<br />

For instance, sample structures having a certain minimum stack size (number of consecutively,<br />

parallel arcs) grater than s.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (LaTeX).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Combinatorial Computational Biol<strong>og</strong>y of RNA: Pseudoknots and Neutral Networks, Christian M.<br />

Reidys, November 2010.<br />

80


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 79. Vand: biol<strong>og</strong>iens ideelle opløsningsmiddel<br />

Vejleder: Per Lyngs Hansen, lyngs@memphys.sdu.dk <strong>og</strong> relevante medarbejdere fra<br />

<strong>for</strong>skningsgruppen MEMPHYS<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Fysik, Kemi <strong>og</strong> Farmaci evt. sammen med andre institutter efter<br />

aftale<br />

Gruppeplacering: FKF <strong>og</strong> MEMPHYS<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Vand i fysik, kemi, biofysik, biol<strong>og</strong>i<br />

Abstract<br />

Vand er et helt usædvanligt stof, <strong>for</strong>di vandmolekylet har n<strong>og</strong>le egenskaber, som ingen andre<br />

molekyler har. Der kan opregnes mange fysisk-kemiske egenskaber, som gør vand til n<strong>og</strong>et ganske<br />

særligt. Disse særegne egenskaber er grundlag <strong>for</strong> vands store betydning i biol<strong>og</strong>i, hvor det<br />

er af betydning hvordan vand blander med helt eller delvist upolære væsker <strong>og</strong> medier (som olie<br />

<strong>og</strong> alkohol); at indlejring af upolære makromolekyler i vandigt miljø reguleres af en entropisk<br />

effekt, den såkaldte hydrofobe effekt; samt at vand udviser speciel ordning ved biol<strong>og</strong>iske grænse-<br />

<strong>og</strong> overflader. Disse egenskaber betinger de effekter, som udgør projektets tema:<br />

Hvordan selvorganiserer biol<strong>og</strong>isk relevante makromolekyler (f.eks. proteiner eller lægemidler) i vand?<br />

Hvad gør vand til et ideelt biol<strong>og</strong>isk `opløsningsmiddel’?<br />

Projektet, som i detaljer ud<strong>for</strong>mes efter individuel aftale mellem studerende <strong>og</strong> vejlederne, gennemføres<br />

af 3-5 studerende. Det er tanken, at projektet skal indeholde relevante eksperimentelle<br />

undersøgelser, som understøttes af teoretiske overvejelser såvel som studier af litteraturen. Der<br />

stilles ved den detaljerede ud<strong>for</strong>mning af projektindhold betydelige krav til<br />

gruppens engagement <strong>og</strong> initiativrigdom.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat) eller Projektarbejde (Latex) efter eget valg.<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteratur<br />

Life’s Matrix. A Bi<strong>og</strong>raphy of Water (P. Ball) UC Press, Berkeley (2000)<br />

81


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 80. Vej dine egne molekyler<br />

Vejleder: Thomas J.D. Jørgensen, tjdj@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Praktisk del: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i (BMB)<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. 1 gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende<br />

Keywords: Massespektrometri<br />

Abstract<br />

EESI (ekstraktiv elektrosprayionisering) er en ny teknik, der har fundet anvendelse til analyse af<br />

mange slags <strong>for</strong>skellige <strong>for</strong>bindelse. Den har bl.a. været brugt til identifikation af flygtige stoffer<br />

i udåndingsluft, frugtmodning, parfume<strong>for</strong>falskninger, friske <strong>og</strong> <strong>for</strong>dærvede fødevarer, tilstedeværelse<br />

af stimulerende stoffer (nikotin <strong>og</strong> koffein) i kroppen ved hudanalyse (se Fig.1 neden<strong>for</strong>).<br />

Dette projekt går ud på at konstruere en simpel ionkilde <strong>og</strong> derefter anvende teknikken til at<br />

undersøge en selvvalgt prøve. Laboratoriet råder over en almindelig elektrosprayionkilde samt et<br />

massespektrometer, der kan bruges som udgangspunkt til konstruktionen.<br />

Fig.1 Skematisk illustration af EESI analyse af hud. Nitr<strong>og</strong>en gas blæses henover huden <strong>og</strong> gassen<br />

føres videre til ionkilden, hvor de <strong>for</strong>skellige frigjorte stoffer ioniseres <strong>og</strong> efterfølgende detekteres<br />

vha. massespektrometri.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat)<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Chen, H.; Zenobi, R. Neutral desorption sampling of biol<strong>og</strong>ical surfaces <strong>for</strong> rapid chemical characterization<br />

by extractive electrospray ionization mass spectrometry Nature Protocols 3, 2008,<br />

1467-1475<br />

82


N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t<br />

Projekt 81. Watching proteins on the move<br />

Vejleder: Daniel Wüstner, wuestner@bmb.sdu.dk<br />

<strong>Institut</strong>: <strong>Institut</strong> <strong>for</strong> Biokemi <strong>og</strong> Molekylær Biol<strong>og</strong>i<br />

Praktisk del: Forskningsgruppens laboratorium<br />

Gruppeplacering: Biblioteket eller BMB.<br />

Gruppestørrelse: Mindst 3 <strong>og</strong> max 5 deltagere. En gruppe kan arbejde med projektet.<br />

Kommentarer: Projektet tilbydes til NAT501 <strong>og</strong> NAT507 studerende.<br />

Keywords: Proteiner, Fluorescensmikroskopi, Diffusion, Cellekultur<br />

Abstract<br />

Proteins never stop moving in a living cell. There is a continuous exchange of proteins between<br />

various intracellular organelles. This dynamics is very important <strong>for</strong> the function of cells and<br />

their ability to adapt to changing environments. Some proteins tend to aggregate which can lead<br />

to neurodegenerative disorders, like Parkinson or Huntington disease. The discovery of green<br />

fluorescent protein (GFP) from the jellyfish Aequorea Victoria has sparked a revolution in cell<br />

biol<strong>og</strong>y. GFP shines green light when illuminated with blue light, and this ability in combination<br />

with molecular biol<strong>og</strong>ical techniques allows one to link GFP to almost any protein of interest and<br />

to follow transport of this fluorescent protein complex in the cell. In fact, this discovery is so important<br />

that it won the Nobelprize in Chemistry in 2008 (see<br />

http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2008/index.html).<br />

In this project, we will transfect mammalian cells with GFP-tagged proteins. We will learn about<br />

mammalian cell lines and how to culture them in an incubator. Students will transfect the cells<br />

transiently and observe the GFP-tagged proteins under a fluorescence microscope. We will<br />

record time-lapse video sequences of protein transport in cells and measure their dynamics using<br />

particle tracking and related methods. For analysis of protein mobility we will use diffusion<br />

models and simulations. The course is suitable <strong>for</strong> students with experimental and theoretical interests.<br />

Minikurser<br />

Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).<br />

Anbefalede: Ingen<br />

Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende<br />

Green fluorescent protein: http://en.wikipedia.org/wiki/Green_fluorescent_protein<br />

83<br />

Left panel shows the jellyfish<br />

emitting green light. Right<br />

panel shows an artistic cartoon<br />

of the barrel-like structure<br />

of GFP and of the chromophore<br />

inside the barrel.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!