Anton Wutz: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

NameHerr Prof. Dr. Anton Wutz
LehrgebietGenetik
Adresse
Inst. f. Molecular Health Sciences
ETH Zürich, HPL E 12
Otto-Stern-Weg 7
8093 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 633 08 48
E-Mailawutz@ethz.ch
DepartementBiologie
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
551-0140-00LEpigenetics4 KP2VA. Wutz, U. Grossniklaus, R. Paro, R. Santoro
KurzbeschreibungEpigenetik untersucht die Vererbung von Merkmalen, die nicht auf eine Veränderung der DNA Sequenz zurückgeführt werden kann. Die Vorlesung gibt einen Überblick über epigenetische Phänomene und erklärt die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen. Die Rolle von epigenetischen Prozessen bei der Krebsentstehung und anderen Krankheiten wird diskutiert.
LernzielDas Ziel des Kurses ist das Verständnis von epigenetischen Mechanismen und deren Funktion in der Entwicklung von Organismen, bei Regenerationsprozessen oder bei der Entstehung von Krankheiten.
InhaltThemen
- Historischer Überblick, Konzepte und Vergleich Genetik vs. Epigenetik
- Biologie von Chromatin: Struktur und Funktion, Organisation im Kern und die Rolle von Histon Modifikationen bei Prozessen wie Transkription und Replikation.
- DNA-Methylierung als epigenetische Modifikation
- Weitergabe epigenetischer Modifikationen während der Zellteilung: das Zellgedächtnis
- Stabilität/Revertierbarkeit epigenetischer Modifikationen: zelluläre Plastizität und Stammzellen.
- Genomisches Imprinting in Pflanzen und in Säugern
- X Chromosom Inaktivierung und Dosiskompensation
- Positionseffekte, Paramutationen und Transvektion
- RNA-induziertes Gensilencing
- die Rolle von epigenetischen Prozessen bei der Krebsentstehung oder der Zellalterung.
551-0326-00LCell Biology Information 6 KP4VS. Werner, H. Gehart, W. Kovacs, M. Schäfer, U. Suter, A. Wutz, weitere Dozierende
KurzbeschreibungThis Course introduces principle concepts, techniques, and experimental strategies used in modern Cell Biology. Major topics include: neuron-glia interactions in health and disease; mitochondrial dynamics; stem cell biology; growth factor action in development, tissue repair and disease; cell metabolism, in particular sensing and signaling mechanisms, cell organelles, and lipid metabolism.
Lernziel-To prepare the students for successful and efficient lab work by learning how to ask the right questions and to use the appropriate techniques in a research project.
-To convey knowledge about neuron-glia interactions in health and disease.
- To provide information on different types of stem cells and their function in health and disease
-To provide information on growth factor signaling in development, repair and disease and on the use of growth factors or their receptors as drug targets for major human diseases
-To convey knowledge on the mechanisms underlying repair of injured tissues
-To provide the students with an overview of mitochondrial dynamics.
-Providing an understanding of RNA processing reactions and their regulations.
-To provide a comprehensive understanding of metabolic sensing mechanisms occurring in different cell types and organelles in response to glucose, hormones, oxygen, nutrients as well as lipids, and to discuss downstream signaling pathways and cellular responses.
-To provide models explaining how disturbances in complex metabolic control networks and bioenergetics can lead to disease and to highlight latest experimental approaches to uncover the intricacies of metabolic control at the cellular and organismal level.
-Providing the background and context that foster cross-disciplinary scientific thinking.
551-1298-00LGenetik, Genomik, Bioinformatik Information 4 KP2V + 2UE. Hafen, C. Beyer, B. Christen, U. K. Genick, J. Piel, R. Schlapbach, G. Schwank, S. Sunagawa, K. Weis, A. Wutz
KurzbeschreibungDie Lerneinheit vermittelt die Grundlagen der modernen Genetik, Genomik und Bioinformatik mit Schwergewicht auf deren Anwendungen zum Verständnis biologischer Prozesse in Bakterien, Modellorganismen und dem Menschen. Die Einheit basiert auf dem Prinzip des "blended learning" und besteht aus Selbststudium auf Moodle, Übungen und Input Lectures von Experten aus dem Departement Biologie.
LernzielAm Ende dieser Lerneinheit kennen Sie die wichtigsten genetischen Methoden in verschiedenen Organismen und können die häufigsten bioinformatischen Analysen mit Hilfe von Online-Services anwenden. Sie kennen die Vor- und Nachteile verschiedener Modellsysteme für die genetische Untersuchung von biologischen Prozessen. Sie wissen welche Mutagenesemethoden es gibt und was die jeweiligen Vor- und Nachteile sind. Sie kennen die Schwierigkeiten bei der Auswahl des Phänotyps für die Selektion in einem Mutageneseexperiment. Sie kennen die Unterschiede zwischen dem Einzelgen-Ansatz und genomweiten Assoziationsstudien. Schliesslich sind Sie in der Lage zu beschreiben, wie Sie einen bestimmten biologischen Prozess mit Hilfe von welchen genetischen bzw. genomischen Methoden in welchem Organismus untersuchen würden.
InhaltDie Erscheinung und die Funktion (Phänotyp) eines Organismus wird durch das Zusammenspiel von Genom (Genotyp) und Umwelt bestimmt. Es gilt: Genotyp + Umwelt = Phänotyp. Das Verstehen dieser Zusammenhänge bis hin zur Voraussage des Phänotyps aufgrund der Kenntnis des Genotyps und der Umweltfaktoren ist eine der zentralen Herausforderungen der modernen Biologie.

In der Lerneinheit zu den Grundlagen der Biologie haben Sie den Aufbau und die Funktion des Genoms und dessen Vererbung gelernt. Ziel dieser Lerneinheit ist es nun, dass Sie lernen, wie genetische, genomische und bioinformatische Methoden angewendet werden, um biologische Prozesse - den Zusammenhang zwischen Genotyp und Phänotyp - zu verstehen.

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

Nachdem Sie über die nötigen Grundlagen verfügen, lernen Sie, wie man entweder mit dem gezielten Ausschalten einzelner Genfunktionen oder aber dem Einführen zufälliger Mutationen im Genom biologische Prozesse untersuchen kann. Sie werden verschiedene Modellsysteme (Bakterien, Hefe, Drosophila) und genetische Ansätze im Menschen kennenlernen.

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

Herkömmliche genetische Methoden beruhen auf dem Ausschalten einzelner Gene und dem Beobachten des Effekts auf den Organismus (Phänotyp). Aufgrund des beobachteten Phänotyps schliesst man dann auf die normale Funktion des Gens. Dies ist eine starke Vereinfachung, denn Phänotypen basieren praktisch nie auf der Funktion eines einzelnen Gens auch wenn Umweltfaktoren konstant gehalten werden. Daher ist es wichtig, den Einfluss des gesamten Genoms im Zusammenspiel mit Umweltfaktoren auf einen Phänotyp - zum Beispiel die Entstehung einer Krankheit - zu verstehen. Der Schwerpunkt des zweiten Teils der Lerneinheit liegt auf den sich rapide entwickelnden Methoden der Genomik. Sie lernen, wie in der Genomik der Einfluss des gesamten Genoms auf einen Phänotyp erfasst werden kann und welche neuen Herausforderungen dies mit sich bringt. Wir betrachten diese Methoden in Modellorganismen und dem Menschen. Sie lernen wie sich das Genom von Krebszellen unter der Selektion des Überlebens dieser Zellen verändert und wie die Analyse der Krebsgenome neue Diagnosen und Therapien ermöglicht.

In dieser Lerneinheit setzen wir auf Active Learning. Jede Woche besteht aus einer eigenständigen Lerneinheit mit klar definierten Lernzielen. In den ersten zwei Stunden erarbeiten Sie die Grundlagen anhand von Texten, Videos und Fragebogen auf der Moodle Plattform. In der 3. Stunde (jeweils dienstags) hält ein Experte auf diesem Gebiet (z.B. Genetische Untersuchungen in der Hefe) ein Input-Referat, welches auf dem von Ihnen Gelernten aufbaut. In der 4. Stunde werden Sie zusammen mit dem Referenten den Stoff der Woche und die Übungen diskutieren. Während der gesamten Lerneinheit stehen Ihnen Assistierende und Dozierende via Online-Forum auf Moodle zur Verfügung.
SkriptDie Lerninhalte und die Folien der Input Lecture werden auf Moodle zusammengestellt. Dort finden Sie auch weiterführende Information (Artikel, Links, Videos) zum Thema. Sie können die Inhalte von Moodle ausdrucken.
LiteraturAlle Referenzen finden Sie auf Moodle. Um die neuesten Entwicklungen auf diesem Gebiet zu verfolgen, folgen Sie auf Twitter folgenden Experten:
@dgmacarthur
@EricTopol
und/oder @ehafen
Voraussetzungen / BesonderesDiese Lerneinheit baut auf der Bio IA Lerneinheit zu Genetik und Genomik auf und basiert auf Self-Learning Einheiten auf Moodle, einer Inputvorlesung durch Fachexperten aus dem D-BIOL und Übungen.