Kursplan för Metabolic engineering

Kursplan fastställd 2022-02-06 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnMetabolic engineering
  • KurskodKKR063
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPBIO
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeBioteknik
  • InstitutionBIOLOGI OCH BIOTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 08122
  • Max antal deltagare20 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Min. antal deltagare4
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0107 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		 6 hp
  • 09 Jan 2024 fm J
  • 04 Apr 2024 fm J
  • 22 Aug 2024 fm J
0207 Projekt 1,5 hp
Betygsskala: UG		 1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskaper i biokemi, tillämpad mikrobiologi och bioprocessteknik. Studenter med annan bakgrund måste rådgöra med examinator.

Syfte

En av samhällets största utmaningar är att minska användningen av fossila resurser och för denna övergång är mikrobiella biokatalysatorer lovande, då de kan omvandla förnybara råvaror till biobaserade kemikalier. Metabolisk teknik (metabolic engineering) är det framväxande området som ämnar designa och optimera mikrobiella biokatalysatorer. Detta område inkluderar mikrobiologi, kemi, beräkningsbiologi, system och syntetisk biologi. Denna kurs syftar till att ge avancerad kunskap i utvecklingen av mikrobiella biokatalysatorer genom att studera processen från design till implementering, med särskild inriktning på beräkningsmodellering av metabolism.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Beskriva hur metabolisk teknik kan bidra till att nå olika Sustainable Development Goals.
  • Beskriva "design-build-test-learn"-kretsen av metabolisk teknik.
  • Förstå principerna för enzymfunktion, kinetik och reglering.
  • Beskriva metabolisk fysiologi på ett kvantitativt sätt.
  • Beskriva metaboliska nätverk som stökiometriska och kinetiska beräkningsmodeller.
  • Rekonstruera en ny genomskalad modell (genome-scale model) baserat på genomisk och biokemisk information.
  • Beskriva begränsningarna för celltillväxt och hur biologiska och fysiska villkor kan appliceras för att modellera den.
  • Definiera målfunktioner (objective functions) för celltillväxt och beskriv hur de kan användas för prediktion.
  • Beskriva begreppet "ekvivalenta tillstånd" i cellulär metabolism.
  • Kvantifiera de biosyntetiska behoven för celltillväxt.
  • Applicera principerna för linjär programmering för metabolism modeller.
  • Beskriv konsekvenserna av metabolisk kontrollanalys (metabolic control analysis) inom metabolisk teknik.
  • Använda metabolism modeller för att svara på biotekniska utmaningar.
  • Beskriv hur genteknik kan användas för att genomföra biotekniska strategier.
  • Förbättra muntlig och skriftlig presentation.

Innehåll

I den här kursen följer vi "design-build-test-learn"-kretsen som är central inom metabolisk teknik. Väsentligt till detta är förmågan att beskriva och analysera metaboliska nätverk, och därför kommer det att vara ett stort fokus på beräkningsmodeller av metabolismen. Vi kommer att undersöka både steady-state respektive dynamiska modeller. Studenten får praktisk erfarenhet av att arbeta med båda dessa modelltyper genom datorövningar, med syfte att designa metabolismen för (ökad) produktion av värdefulla kemikalier. Huvudsyftet med kursen är studenten skall erhålla en förmåga att arbeta självständigt inom ramen för metabolisk teknik.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, självstudier av litteratur, datorövningar, samt grupparbete.

Grupparbetet består av ett projekt som syftar till att granska aktuell status av ämnet, samt presentera hur man kan styra metabolismen mot ett visst givet mål. Projektets ämne väljs i samråd med examinator och resultaten presenteras i en rapport, samt muntlig presentation.

Litteratur

Bernard O Palsson, "Systems Biology: Constraint-Based Reconstruction and Analysis" finns som E-bok via Chalmers bibliotek. Ytterligare litteratur meddelas via kursens hemsida.

Examination inklusive obligatoriska moment

Grupparbetet är obligatoriskt. Slutbetyget bestäms genom grupparbetet och en skriftlig examination i slutet av kursen.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.