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