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Matériel et connaissances minimum pour étudier les effets sur les cellules vivantes


Je suis très intéressé par l'étude des effets (ou réactions) de différentes forces (champs magnétiques, champs électriques, etc.) sur les tissus/cellules vivants.

Je sais que je dois avoir une cellule vivante, la force appliquée et un microscope pour étudier cela, mais je ne sais pas quel type de microscope fera et quel type d'organisme vivant utiliser (et comment).

Toute aide pour me lancer sera d'une grande aide.


Le « matériel minimum » dont vous avez besoin comprend au moins :

  • un microscope, comme tu dis (lequel dépend exactement de ce que tu veux en faire) ;
  • quel que soit l'appareil dont vous avez besoin pour appliquer des stimuli physiques aux cellules (encore une fois, cela dépend de ce que vous voulez faire exactement);
  • un incubateur de culture cellulaire ;
  • une hotte de culture cellulaire pour pouvoir travailler dans des conditions stériles ;
  • une salle dédiée à la culture cellulaire où ranger les deux éléments précédents ;
  • une lignée cellulaire sur laquelle effectuer des expériences (en fait, plus probablement plusieurs lignées cellulaires différentes).

Votre question donne l'impression que vous pensez à un projet personnel, mais considérez qu'aucun de ces articles n'est bon marché. Additionnez-les, et ce projet n'est vraiment pas abordable avec les finances d'un individu moyen.

Les "connaissances minimales" dont vous avez besoin consistent au moins en :

  • savoir faire de la culture cellulaire (travailler principalement dans des conditions stériles, ce qui nécessite non seulement un équipement approprié mais aussi des compétences techniques très pointues) ;
  • connaître (au moins une partie) de la littérature scientifique sur les réponses cellulaires aux stimuli physiques, car aucun laboratoire ne va vous embaucher comme stagiaire si le projet que vous avez en tête a déjà été réalisé et ses résultats publiés il y a des années. Vous pouvez rechercher la littérature scientifique biologique en utilisant PubMed.

Donc, il me semble que votre meilleure chance de démarrer ce projet est de trouver un laboratoire de biologie cellulaire avec cet équipement et cette expertise, et d'y faire un stage. Vous pouvez commencer par rechercher cela sur le site Web de l'université la plus proche de chez vous.


Biologie cellulaire)

Les cellule (du latin cella, signifiant "petite pièce" [1] ) est l'unité structurelle, fonctionnelle et biologique de base de tous les organismes connus. Les cellules sont les plus petites unités de la vie et sont donc souvent appelées les « éléments constitutifs de la vie ». L'étude des cellules est appelée biologie cellulaire, biologie cellulaire ou cytologie.

Les cellules sont constituées d'un cytoplasme enfermé dans une membrane, qui contient de nombreuses biomolécules telles que des protéines et des acides nucléiques. [2] La plupart des cellules végétales et animales ne sont visibles qu'au microscope optique, avec des dimensions comprises entre 1 et 100 micromètres. [3] La microscopie électronique donne une résolution beaucoup plus élevée montrant une structure cellulaire très détaillée. Les organismes peuvent être classés comme unicellulaires (constitués d'une seule cellule telle que les bactéries) ou multicellulaires (y compris les plantes et les animaux). [4] La plupart des organismes unicellulaires sont classés comme des micro-organismes.

Le nombre de cellules dans les plantes et les animaux varie d'une espèce à l'autre, il a été estimé que les humains contiennent environ 40 000 milliards de cellules (4 × 10 13 ). [a] [5] Le cerveau humain représente environ 80 milliards de ces cellules. [6]

Les cellules ont été découvertes par Robert Hooke en 1665, qui les a nommées pour leur ressemblance avec les cellules habitées par des moines chrétiens dans un monastère. [7] [8] La théorie cellulaire, développée pour la première fois en 1839 par Matthias Jakob Schleiden et Theodor Schwann, affirme que tous les organismes sont composés d'une ou plusieurs cellules, que les cellules sont l'unité fondamentale de la structure et de la fonction de tous les organismes vivants, et que toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes. [9] Les cellules ont émergé sur Terre il y a au moins 3,5 milliards d'années. [10] [11] [12]


La maladie d'Alzheimer

La maladie d'Alzheimer prive les gens de leurs capacités de réflexion et de leur mémoire, leur vole leur capacité à reconnaître leurs proches et à effectuer les tâches les plus élémentaires. Il n'existe aucun traitement pour cette maladie évolutive, finalement mortelle, qui touche plus de 5 millions d'Américains. Nous voulons changer ça. À l'Institut Salk, nous recherchons les causes profondes de la maladie d'Alzheimer, en explorant comment les cellules vieillissantes dans le cerveau, ainsi que les mutations génétiques et les protéines errantes, contribuent à la maladie. Cette recherche spécifique à une maladie est une lueur d'espoir pour les millions de patients atteints de la maladie d'Alzheimer et leurs familles.

Les scientifiques de Salk révèlent comment les cellules cérébrales de la maladie d'Alzheimer se dérèglent et perdent leur identité
Une plante médicinale originaire de Californie pourrait être prometteuse pour le traitement de la maladie d'Alzheimer
La recherche confirme que les cellules nerveuses fabriquées à partir de cellules cutanées sont un modèle de laboratoire valide pour étudier la maladie
Les chercheurs rapportent de nouvelles méthodes pour identifier les candidats-médicaments d'Alzheimer qui ont des propriétés anti-vieillissement
Salk a reçu 19,2 millions de dollars de l'American Heart Association-Allen Initiative pour étudier la maladie d'Alzheimer et le vieillissement dans le cerveau
Nicolas Allen

Laboratoire de neurobiologie moléculaire

Jauge rouillée
Martin Hetzer

Laboratoire de biologie moléculaire et cellulaire

Axel Nimmerjahn

Centre de biophotonique avancé Waitt

John Reynolds

Laboratoire de neurobiologie des systèmes

Terrence Sejnowski

Professeur et chef de laboratoire

Laboratoire de neurobiologie computationnelle


QU'EST-CE QUI FAIT UNE BONNE ANIMATION ?

La valeur de l'animation peut être évaluée par ce qui apparaît dans l'animation et les aspects techniques de l'animation. En ce qui concerne ce qui apparaît dans l'animation, à mon avis, les animations moins utiles simplifient souvent à l'excès un concept ou sautent trop d'étapes dans un chemin. Ces animations moins utiles peuvent être trompeuses en ce qu'elles montrent une protéine comme une chaîne au lieu de plusieurs sous-unités (par exemple, cruciales pour la compréhension de l'action des protéines G multimères de haut poids moléculaire après dissociation) ou ne montrent pas la dimérisation du récepteur du facteur de croissance sur le ligand obligatoire. Même si l'animation est précise, une animation trop simple peut ne pas s'améliorer par rapport à une illustration statique. De plus, comme nous le verrons plus loin (voir ÉVALUATION DE L'UTILISATION DE L'ANIMATION), l'animation de certains faits n'améliore pas la compréhension des élèves. Bien que mes opinions soient présentées ici, des méthodes d'évaluation de la valeur d'une animation (basées sur des tests rigoureux en classe) sont toujours nécessaires.

En termes d'aspects techniques de l'animation, il existe quelques règles générales. Par exemple, les fichiers d'animation doivent être de taille relativement petite et le lecteur d'animation doit être couramment disponible pour les plates-formes Mac et PC. Si les fichiers sont distribués par CD, les fichiers d'animation peuvent inclure du son et être très volumineux (par exemple, 15 mégaoctets). Les petits fichiers d'animation (moins de 50 kilo-octets) présentent cependant un avantage, car les étudiants, à la maison ou sur le campus, peuvent les télécharger rapidement sur Internet. Ainsi, le programme d'animation doit produire de petits fichiers qui peuvent être visualisés avec un lecteur qui se trouve généralement dans le navigateur Web. Le lecteur d'animation doit être de petite taille et parfaitement intégré au navigateur (comme les lecteurs de Macromedia, décrits plus loin).

L'animation doit inclure une certaine interactivité grâce à l'utilisation de touches de raccourci (voir la touche « SUIVANT » dans la figure 1). L'étudiant peut cliquer sur une touche de raccourci sur la scène d'animation pour produire une action ou faire un choix (cliquer sur la touche de raccourci peut produire un saut vers une animation différente pour expliquer une partie de l'illustration en cours, rejouer l'animation en cours, ou, lorsque l'élève est prêt, passez à l'animation suivante). Le programme d'animation doit également être capable de produire des commandes de « survol » — par exemple, lorsque le curseur contrôlé par la souris est placé sur un symbole, le symbole change de forme pour mettre en évidence la ligne de commande. Un survol peut également fonctionner de sorte que lorsqu'un élève pointe le curseur sur un élément à l'écran, par exemple une protéine, le nom de la protéine s'affiche. Ainsi, les noms des différentes parties cellulaires ou protéines n'encombrent pas l'illustration.

Figure 1. Animation de la liaison enzyme-substrat ( http://carbon.cudenver.edu/

Une autre suggestion est que l'animation soit évolutive. Cela signifie que l'animation peut être agrandie (sans dégradation de l'image) pour une utilisation dans de grands amphithéâtres (ou réduite en taille pour des écrans d'ordinateur plus petits). L'animation qui utilise des images vectorielles génère des formes grâce à des équations mathématiques. Ces images peuvent être agrandies ou réduites sans dégradation de l'image. Le fichier de ces images sera également petit. En revanche, les images bitmap sont produites par une série de points de couleur individuels. Lorsqu'une image bitmap est agrandie, elle se dégrade. Les images bitmap nécessitent également généralement des tailles de fichier plus importantes que les images vectorielles.


Contenu

Dioscoride, un médecin grec à la cour de l'empereur romain Néron, a fait la première tentative de classer les plantes selon leur effet toxique et thérapeutique. [4] Ibn Wahshiyya a écrit le Livre sur les poisons au IXe ou Xe siècle. [5] Ceci a été suivi en 1360 par Khagendra Mani Darpana. [6]

Theophraste Phillipus Auroleus Bombastus von Hohenheim (1493-1541) (également appelé Paracelse, de sa conviction que ses études étaient au-dessus ou au-delà des travaux de Celsus - un médecin romain du premier siècle) est considéré comme « le père » de la toxicologie. [7] Il est crédité de la maxime toxicologique classique, "Alle Dinge sind Gift und nichts ist ohne Gift allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist." qui se traduit par : " Toutes choses sont vénéneuses et rien n'est sans poison seule la dose rend une chose non vénéneuse. " Ceci est souvent condensé en : " La dose fait le poison " ou en latin " Sola dosis facit venenum ". ] : 30

Mathieu Orfila est également considéré comme le père moderne de la toxicologie, ayant donné au sujet son premier traitement formel en 1813 dans son Traité des poisons, aussi appelé Toxicologie générale. [9]

En 1850, Jean Stas est devenu la première personne à réussir à isoler des poisons végétaux à partir de tissus humains. Cela lui a permis d'identifier l'utilisation de la nicotine comme poison dans l'affaire du meurtre de Bocarmé, fournissant les preuves nécessaires pour condamner le comte belge Hippolyte Visart de Bocarmé du meurtre de son beau-frère. [dix]

Le but de l'évaluation de la toxicité est d'identifier les effets nocifs d'une substance. [11] Les effets indésirables dépendent de deux facteurs principaux : i) les voies d'exposition (orale, par inhalation ou cutanée) et ii) la dose (durée et concentration de l'exposition). Pour explorer la dose, les substances sont testées dans des modèles aigus et chroniques. [12] En général, différentes séries d'expériences sont menées pour déterminer si une substance cause le cancer et pour examiner d'autres formes de toxicité. [12]

Facteurs qui influencent la toxicité chimique : [8]

  • Dosage
    • Les grandes expositions uniques (aiguës) et les petites expositions continues (chroniques) sont étudiées.
    • Ingestion, inhalation ou absorption cutanée
    • Espèce
    • Âge
    • Sexe
    • Santé
    • Environnement
    • Caractéristiques individuelles

    La discipline de la toxicologie fondée sur des preuves s'efforce d'évaluer de manière transparente, cohérente et objective les preuves scientifiques disponibles afin de répondre aux questions de toxicologie, [13] l'étude des effets néfastes des agents chimiques, physiques ou biologiques sur les organismes vivants et l'environnement , y compris la prévention et l'amélioration de ces effets. [14] La toxicologie fondée sur des preuves a le potentiel de répondre aux préoccupations de la communauté toxicologique concernant les limites des approches actuelles pour évaluer l'état de la science. [15] [16] Il s'agit notamment des préoccupations liées à la transparence dans la prise de décision, à la synthèse de différents types de preuves et à l'évaluation de la partialité et de la crédibilité. [17] [18] [19] La toxicologie fondée sur des preuves a ses racines dans le mouvement plus large vers des pratiques fondées sur des preuves.

    Des expériences de toxicité peuvent être menées in vivo (en utilisant l'animal entier) ou in vitro (test sur cellules ou tissus isolés), ou in silico (dans une simulation informatique). [20]

    Animaux non humains Modifier

    L'outil expérimental classique de la toxicologie est le test sur des animaux non humains. [8] Des exemples d'organismes modèles sont Galleria mellonella, [21] qui peut remplacer les petits mammifères, et le poisson zèbre, qui permet l'étude de la toxicologie chez un vertébré d'ordre inférieur in vivo. [22] [23] À partir de 2014, ces tests sur les animaux fournissent des informations qui ne sont pas disponibles par d'autres moyens sur la façon dont les substances fonctionnent dans un organisme vivant. [24] L'utilisation d'animaux non humains pour les tests toxicologiques est contestée par certaines organisations pour des raisons de bien-être animal, et elle a été restreinte ou interdite dans certaines circonstances dans certaines régions, comme les tests de cosmétiques dans l'Union européenne. [25]

    Méthodes de test alternatives Modifier

    Bien que les tests sur des modèles animaux restent une méthode d'estimation des effets sur l'homme, les tests sur les animaux posent des problèmes à la fois éthiques et techniques. [26]

    Depuis la fin des années 1950, le domaine de la toxicologie a cherché à réduire ou à éliminer les tests sur les animaux sous la rubrique des « trois R » - réduire le nombre d'expériences avec des animaux au minimum nécessaire affiner les expériences pour causer moins de souffrance et remplacer in vivo expérimente avec d'autres types, ou utilise des formes de vie plus simples lorsque cela est possible. [27] [28]

    La modélisation informatique est un exemple de méthodes de test alternatives utilisant des modèles informatiques de produits chimiques et de protéines, les relations structure-activité peuvent être déterminées et les structures chimiques susceptibles de se lier et d'interférer avec les protéines ayant des fonctions essentielles peuvent être identifiées. [29] Ce travail nécessite des connaissances spécialisées en modélisation moléculaire et en statistiques ainsi qu'un jugement d'expert en chimie, biologie et toxicologie. [29]

    En 2007, l'ONG américaine National Academy of Sciences a publié un rapport intitulé « Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a Strategy » qui s'ouvre sur une déclaration : « Le changement implique souvent un événement crucial qui s'appuie sur l'histoire précédente et ouvre la porte à une nouvelle ère. Les événements clés de la science incluent la découverte de la pénicilline, l'élucidation de la double hélice de l'ADN et le développement des ordinateurs. Les tests de toxicité approchent d'un tel point pivot scientifique. Il est sur le point de tirer parti des révolutions de la biologie et la biotechnologie. Les progrès de la toxicogénomique, de la bioinformatique, de la biologie des systèmes, de l'épigénétique et de la toxicologie computationnelle pourraient transformer les tests de toxicité d'un système basé sur des tests sur des animaux entiers à un système fondé principalement sur des méthodes in vitro qui évaluent les changements dans les processus biologiques à l'aide de cellules, de lignées cellulaires, ou des composants cellulaires, de préférence d'origine humaine." [30] En 2014, cette vision n'était toujours pas réalisée. [24] [31]

    L'Environmental Protection Agency des États-Unis a étudié 1 065 substances chimiques et médicamenteuses dans le cadre de son programme ToxCast (qui fait partie du tableau de bord CompTox Chemicals) en utilisant en silice modélisation et un essai à base de cellules souches pluripotentes humaines pour prédire in vivo substances intoxicantes pour le développement basées sur des changements dans le métabolisme cellulaire suite à une exposition à des produits chimiques. Les principales conclusions de l'analyse de cet ensemble de données ToxCast_STM publié en 2020 incluent : (1) 19 % des 1065 produits chimiques ont donné une prédiction de toxicité pour le développement, (2) les performances du test ont atteint une précision de 79 % à 82 % avec une spécificité élevée (> 84 %) mais sensibilité modeste (< 67 %) par rapport à in vivo des modèles animaux de toxicité pour le développement prénatal humain, (3) la sensibilité s'est améliorée à mesure que des exigences de poids de preuve plus strictes ont été appliquées aux études animales, et (4) l'analyse statistique des impacts chimiques les plus puissants sur des cibles biochimiques spécifiques dans ToxCast a révélé des associations positives et négatives avec la réponse STM, fournissant des informations sur les fondements mécanistiques du point final ciblé et son domaine biologique. [32]

    Dans certains cas, l'abandon des études sur les animaux a été rendu obligatoire par la loi ou la réglementation, l'Union européenne (UE) a interdit l'utilisation des tests sur les animaux pour les cosmétiques en 2013. [33]

    La plupart des produits chimiques présentent une courbe dose-réponse classique – à faible dose (inférieure à un seuil), aucun effet n'est observé. [8] : 80 Certains montrent un phénomène connu sous le nom de provocation suffisante – une petite exposition produit des animaux qui « grandissent plus rapidement, ont une meilleure apparence générale et une meilleure qualité de pelage, ont moins de tumeurs et vivent plus longtemps que les animaux témoins ». [34] Quelques produits chimiques n'ont pas de niveau d'exposition sûr et bien défini. Ceux-ci sont traités avec un soin particulier. Certains produits chimiques sont sujets à la bioaccumulation car ils sont stockés dans le corps plutôt que d'être excrétés par le corps [8] : 85-90, ceux-ci reçoivent également une attention particulière.

    Plusieurs mesures sont couramment utilisées pour décrire les dosages toxiques selon le degré d'effet sur un organisme ou une population, et certaines sont spécifiquement définies par diverses lois ou usages organisationnels. Ceux-ci inclus:

    • DL50 = Dose létale médiane, une dose qui tuera 50% d'une population exposée
    • NOEL = No-Observed-Effect-Level, la dose la plus élevée connue pour ne montrer aucun effet
    • NOAEL = No-Observed-Adverse-Effect-Level, la dose la plus élevée connue pour ne montrer aucun effet indésirable
    • PEL = Limite d'exposition admissible, la concentration la plus élevée autorisée par la réglementation US OSHA
    • STEL = Limite d'exposition à court terme, la concentration la plus élevée autorisée pour de courtes périodes de temps, en général 15 à 30 minutes
    • TWA = Time-Weighted Average, la quantité moyenne de concentration d'un agent sur une période de temps spécifiée, généralement 8 heures.
    • TTC = seuil de préoccupation toxicologique ont été établis pour les constituants de la fumée de tabac[35]

    La toxicologie médicale est la discipline qui requiert le statut de médecin (diplôme MD ou DO plus formation et expérience spécialisées).

    La toxicologie clinique est la discipline qui peut être pratiquée non seulement par les médecins mais aussi par d'autres professionnels de la santé titulaires d'une maîtrise en toxicologie clinique : médecins auxiliaires (assistants médicaux, infirmières praticiennes), infirmières, pharmaciens et professionnels paramédicaux.

    La toxicologie médico-légale est la discipline qui utilise la toxicologie et d'autres disciplines telles que la chimie analytique, la pharmacologie et la chimie clinique pour faciliter les enquêtes médicales ou juridiques sur les décès, les empoisonnements et la consommation de drogues. La principale préoccupation de la toxicologie médico-légale n'est pas le résultat juridique de l'enquête toxicologique ou de la technologie utilisée, mais plutôt l'obtention et l'interprétation des résultats. [36]

    La toxicologie computationnelle est une discipline qui développe des modèles mathématiques et informatiques pour mieux comprendre et prédire les effets néfastes sur la santé causés par les produits chimiques, tels que les polluants environnementaux et les produits pharmaceutiques. [37] Au sein de la La toxicologie au 21e siècle [38] [39] les meilleurs modèles prédictifs ont été identifiés comme étant les réseaux de neurones profonds, les forêts aléatoires et les machines à vecteurs de support, qui peuvent atteindre les performances des expériences in vitro. [40] [41] [42] [43]

    La toxicologie du travail est l'application de la toxicologie aux risques chimiques sur le lieu de travail. [44]

    UNE toxicologue est un scientifique ou un personnel médical spécialisé dans l'étude des symptômes, des mécanismes, des traitements et la détection des venins et des toxines en particulier l'empoisonnement des personnes.

    Exigences Modifier

    Pour travailler en tant que toxicologue, il faut obtenir un diplôme en toxicologie ou un diplôme connexe comme la biologie, la chimie, la pharmacologie ou la biochimie. [45] [ citation requise ] Les programmes de licence en toxicologie couvrent la composition chimique des toxines et leurs effets sur la biochimie, la physiologie et l'écologie. Une fois les cours d'introduction aux sciences de la vie terminés, les étudiants s'inscrivent généralement dans des laboratoires et appliquent les principes de toxicologie à la recherche et à d'autres études. Les étudiants avancés se plongent dans des secteurs spécifiques, comme l'industrie pharmaceutique ou les forces de l'ordre, qui appliquent des méthodes de toxicologie dans leur travail. La Society of Toxicology (SOT) recommande aux étudiants de premier cycle des écoles postsecondaires qui n'offrent pas de baccalauréat en toxicologie d'envisager d'obtenir un diplôme en biologie ou en chimie. De plus, le SOT conseille aux aspirants toxicologues de suivre des cours de statistiques et de mathématiques, ainsi que d'acquérir une expérience de laboratoire grâce à des cours de laboratoire, des projets de recherche d'étudiants et des stages.

    Tâches Modifier

    Les toxicologues exercent de nombreuses fonctions différentes, notamment la recherche dans les domaines universitaire, à but non lucratif et industriel, l'évaluation de la sécurité des produits, le conseil, la fonction publique et la réglementation juridique. Afin de rechercher et d'évaluer les effets des produits chimiques, les toxicologues effectuent des études et des expériences soigneusement conçues. Ces expériences aident à identifier la quantité spécifique d'un produit chimique qui peut causer des dommages et les risques potentiels d'être à proximité ou d'utiliser des produits contenant certains produits chimiques. Les projets de recherche peuvent aller de l'évaluation des effets des polluants toxiques sur l'environnement à l'évaluation de la façon dont le système immunitaire humain réagit aux composés chimiques contenus dans les médicaments pharmaceutiques. Alors que les tâches fondamentales des toxicologues consistent à déterminer les effets des produits chimiques sur les organismes et leur environnement, les tâches spécifiques peuvent varier en fonction de l'industrie et de l'emploi. Par exemple, les toxicologues médico-légaux peuvent rechercher des substances toxiques sur une scène de crime, tandis que les toxicologues aquatiques peuvent analyser le niveau de toxicité des plans d'eau.


    BIOCHIMIE ET ​​BIOLOGIE CELLULAIRE

    La biochimie est l'étude des molécules et des processus chimiques dans les organismes vivants, tandis que la biologie cellulaire s'intéresse à la structure et à la physiologie des cellules, de leurs composants et des interactions avec l'environnement. Les deux domaines sont combinés dans un programme d'études complet, qui vous donnera une large compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires qui constituent la base de la vie, y compris les principes de l'hérédité et de l'expression des gènes. Cela permet aux diplômés du BCCB d'aborder dans leur carrière des problèmes importants de la société d'aujourd'hui, que ce soit par la recherche fondamentale ou appliquée, par exemple dans les domaines de la biomédecine, de la biotechnologie ou de la biologie moléculaire. Pour cela, le programme BCCB de l'Université Jacobs fournit non seulement la formation théorique, mais également une formation pratique substantielle. Les étudiants sont, en outre, impliqués dans des recherches pratiques au cours de leurs études.

    Le programme est régulièrement bien classé dans les classements CHE et U-Multirank.

    Un diplôme en biochimie et biologie cellulaire ouvre des portes dans des entreprises internationales des industries pharmaceutiques, biochimiques et biomédicales. Vous pouvez travailler en tant que toxicologue, médecin légiste ou consultant dans le secteur public, et en tant que conférencier ou professeur d'université.
    Lire la suite.

    dernière semaine d'août (semaine d'orientation), première semaine de septembre (cours)

    20 000 € par année universitaire
    + 8.000 € de frais de séjour

    Tous les candidats sont pris en compte pour des bourses au mérite pouvant aller jusqu'à 15 000 € par an.
    Les étudiants de l'UE sont éligibles pour une bourse minimale garantie de 4 000 €.

    1er juin (mondial) et 20 juillet (pour les candidats qui n'ont pas besoin de visa)

    Options de financement :

    Chaque candidat admis recevra une enveloppe financière individuelle.

    Le programme de premier cycle de trois ans comprend six semestres d'études avec un total de 180 points de crédit ECTS (CP). La structure du programme suit un schéma de modularisation innovant et centré sur l'étudiant - le modèle 3C - qui regroupe le contenu disciplinaire des trois années d'études selon des thèmes généraux :

    Année 1

    La première année d'études se caractérise par une large offre d'enseignement disciplinaire qui s'appuie sur et étend la qualification d'entrée des étudiants. Les étudiants du BCCB sélectionnent des modules d'introduction avec un total de 45 CP dans le domaine CHOICE d'une variété de programmes d'études, dont 30 CP proviendront de leur majeure prévue.

    Les étudiants peuvent toujours changer de majeure au début de la deuxième année d'études s'ils ont suivi les modules correspondants du programme d'études en première année d'études.

    Les étudiants en biochimie et biologie cellulaire suivent les modules CHOICE spécifiques à la discipline suivants au cours de leur première année d'études :

    • Module CHOICE : Biochimie générale (7.5 CP)
    • Module CHOICE : Chimie générale et inorganique (7.5 CP)
    • Module CHOICE : Biologie Cellulaire Générale (7.5 CP)
    • Module CHOICE : Chimie Organique Générale (7.5 CP)

    Les modules de la majeure BCCB sont conçus pour se composer de modules intégrés de cours magistral et de cours en laboratoire. Le module de biochimie générale expliquera comment appliquer et analyser les concepts de base de la biochimie, tandis que le module de biologie cellulaire générale présente aux étudiants les cellules qui sont les unités fonctionnelles minimales de la vie. Les deux modules spécifiques au BCCB trouvent leurs fondements essentiels et leur complémentarité dans les modules de chimie générale et inorganique et de chimie organique générale, dans lesquels les principes sous-jacents des réactions chimiques et des molécules organiques sont transmis. Ainsi, la composition macromoléculaire des cellules, les principes généraux des processus cellulaires et biochimiques, ainsi que les codes de biologie moléculaire fournis par le génome, le transcriptome et le protéome seront au centre des composants complémentaires des modules BCCB au sens large. La physiologie et les altérations pathologiques entraînant des maladies seront introduites en parallèle. Les expériences en laboratoire engloberont la documentation, la description et la discussion des données expérimentales, tandis que la sensibilisation et le respect des règles et règlements de sécurité seront expliqués et formés.

    Année 2

    Au cours de leur deuxième année, les étudiants suivent des modules avec un total de 45 CP à partir de modules CORE approfondis et spécifiques à la discipline. Ces modules visent à étendre la compréhension critique des étudiants des théories, principes et méthodes clés de leur majeure à l'état actuel des connaissances et des meilleures pratiques.

    Les étudiants du BCCB suivent les modules CORE suivants :

    • Module CORE : Biochimie Avancée I (5 CP)
    • Module CORE : Biochimie avancée II (5 CP)
    • Module CORE : Laboratoire de biochimie avancée (5 CP)
    • Module CORE : Biologie cellulaire avancée I (5 CP)
    • Module CORE : Biologie cellulaire avancée II (5 CP)
    • Module CORE : Laboratoire de biologie cellulaire avancée (5 CP)
    • Module CORE : Microbiologie (5 CP)

    Les modules CORE obligatoires du programme BCCB s'appuient sur les modules BCCB CHOICE et sont censés approfondir les connaissances dans chacun des deux domaines clés de cette majeure: la biochimie et la biologie cellulaire. Pour les deux domaines, les modules CORE comprennent deux conférences et un cours de laboratoire. Pour tenir compte de la richesse de l'information et de l'évolution rapide de l'acquisition des connaissances, ainsi que des avancées méthodologiques dans ces domaines scientifiques en pleine évolution, les modules sont échelonnés du troisième au quatrième semestre. Les modules "Advanced Biochemistry I/II" couvrent la production d'énergie par les organismes vivants, la synthèse et la dégradation des biomolécules et les principes du métabolisme. De plus, ils abordent la façon dont l'information génétique est régulée, contrôlée et exprimée dans les cellules pro- et eucaryotes, et comment la réparation de l'ADN est réalisée à un niveau avancé. Les modules "Advanced Cell Biology I/II" fournissent une vue approfondie sur la complexité des systèmes cellulaires, la régulation des processus cellulaires clés et leur intégration dans la formation des tissus et l'organisation de l'organisme, y compris les mécanismes de régulation qui permettent un développement précoce coordonné dans certains organismes modèles. Ces modules aborderont également les principes de la génétique et de l'évolution et discuteront des conséquences des altérations en cas de perte d'homéostasie ou de stress, approchant ainsi les implications biomédicales menant à la maladie.

    Dans les modules de laboratoire, les étudiants réaliseront des expériences pour élucider la relation entre la structure, les propriétés biochimiques et l'activité des biomolécules, à la fois in vitro et dans un contexte cellulaire. Par exemple, les protéines marquées par la protéine fluorescente verte (GFP) seront exprimées et caractérisées biochimiquement dans le module Advanced Biochemistry Laboratory tandis que le trafic et le fonctionnement des protéines dans différents compartiments cellulaires seront analysés à l'aide de protéines marquées GFP en combinaison avec différents signaux de ciblage dans le Module Laboratoire de biologie cellulaire avancée. Les méthodes vont des techniques standard telles que la chromatographie, l'électrophorèse sur gel, la spectrophotométrie au génie génétique des vecteurs plasmidiques, la manipulation génétique des cellules et la microscopie avancée à balayage laser. La documentation, l'analyse et la discussion des résultats se feront au moyen de rapports de laboratoire de type publication.

    Les étudiants décident de compléter leurs études en suivant les modules CORE obligatoires spécifiques à la discipline (10 CP):

    Ou remplacer ces modules par des modules CORE d'un deuxième domaine d'études selon l'intérêt dans le but de poursuivre une mineure.

    Dans le "Laboratoire de Microbiologie", les étudiants identifieront les bactéries de l'environnement grâce à des analyses biochimiques et de séquences. Le module de cours "Infection et immunité" explore la biologie et la pathogénicité microbiennes ainsi que les interactions hôte-pathogène à la lumière du système immunitaire humain en tant que mécanisme de défense efficace.

    Année 3

    Au cours de leur troisième année, les étudiants préparent et prennent des décisions pour leur carrière après l'obtention du diplôme. Pour explorer les choix disponibles correspondant aux intérêts individuels et acquérir une expérience professionnelle, les étudiants effectuent un stage d'été obligatoire.

    Le 5ème semestre ouvre également une fenêtre de mobilité pour des options d'études à l'étranger. Enfin, le 6ème semestre est dédié à favoriser l'expérience de recherche des étudiants en les impliquant dans un module de thèse et de séminaire de licence étendu, qui vise à la génération de données de qualité de publication.

    Les étudiants du BCCB suivent des modules de spécialisation avancée spécifiques à la majeure ou liés à la majeure pour consolider leurs connaissances à l'état actuel de la recherche dans les domaines de leur choix.

    Les étudiants du BCCB peuvent choisir quatre des modules de spécialisation suivants :

    • Spécialisation : Conception de stratégies expérimentales (5 CP)
    • Spécialisation : Biochimie de l'ARN (5 CP)
    • Spécialisation : Biomédecine (5 CP)
    • Spécialisation : Thèmes d'actualité en sciences de la vie moléculaire (5 CP)
    • Spécialisation : Génie Microbien (5 CP)

    Les modules de spécialisation du programme BCCB visent à des discussions critiques et à des évaluations des avancées actuelles dans différents domaines de recherche des sciences de la vie moléculaires pour démêler et appliquer la complexité fascinante des systèmes biologiques en sciences fondamentales et appliquées. Bien que sous différents angles, les modules de spécialisation BCCB aborderont les défis scientifiques du 21e siècle et la manière dont les scientifiques les abordent. Le contenu du module permettra aux étudiants de formuler des hypothèses, de développer une stratégie pour aborder expérimentalement toute question de recherche, de prédire les résultats expérimentaux possibles et la manière dont les expériences doivent être contrôlées, afin de tirer enfin une conclusion à partir de leurs propres données ou des résultats de autres. Dans ce contexte, les cadres réglementaires régissant les activités dans le domaine des biosciences seront discutés et les principes de création et de réalisation de projets de recherche dans les domaines en évolution rapide des sciences de la vie seront exposés. Le contenu du module prendra en considération le contexte sociétal dans un monde avec une diversité culturelle et socio-économique croissante, par exemple, en déduisant de manière critique les défis d'aujourd'hui dans la conception de projets de recherche en sciences fondamentales et visant également la traduction dans les cliniques.

    Dans "Current Topics", les étudiants analyseront des articles scientifiques récents dans un format de type séminaire où les étudiants présenteront la justification et la conception expérimentale des auteurs et débattront des résultats expérimentaux lors de discussions en classe. Hypothesis-driven research is the central element in "Experimental Strategy Design", where students will expand their methodological knowledge through literature analysis, assessing the benefits and limitations of state-of-the art-techniques, which will enable them to eventually design their own research strategy to answer a given scientific question. The module "RNA Biology" will comprehensively address the structural and functional versatility of this biopolymer, ranging from the discrimination of different RNA types to methodological advances in next generation sequencing and genome editing by CRISPR/Cas. The "Biomedicine" module will analyze how biological processes can go wrong in disease, which molecular regulators are targeted in designing therapeutic approaches and new treatment options and how diagnostic tools can be developed.

    Industrial applications will be addressed in the CBT Specializations "Microbial Engineering" and "Chemical and Pharmaceutical Technology". For a detailed description of the CBT Specialization modules, please refer to the handbook of the Chemistry and Biotechnology Study program. Please note that these CBT Specialization modules might have specific pre-requisites.

    Internship / Start-up and Career Skills Module

    Jacobs Track

    The Jacobs Track, an important feature of Jacobs University’s educational concept, runs parallel to the disciplinary modules across all study years and is an integral part of the study program. It reflects a university-wide commitment to an in-depth training in scientific methods, fosters an interdisciplinary approach, raises awareness of global challenges and societal responsibility, enhances employability, and equips students with extra skills desirable in the general field of study. Additionally, it integrates (German) language and culture modules.

    Methods and Skills modules
    Methods and skills such as mathematics, statistics, programming, data handling, presentation skills, academic writing, and scientific and experimental skills are offered to all students as part of modules within the Methods and Skills area. Students are required to take 20 CP in the Methods/Skills area.

    BCCB students take the following Methods modules:

    • Methods Module: Mathematical Concepts for the Sciences (5CP, Semester 1)
    • Methods Module: Physics for the Natural Sciences (5 CP, Semester 2)
    • Methods Module: Plant Metabolites and Natural Products (5CP, Semester 4)

    And can choose among the following ones:

    • Methods Module: Programming in Python (5 CP, Semester 3)
    • Methods Module: Analytical Methods (5 CP, Semester 3)

    Big Questions modules
    The modules of the Big Questions area intend to broaden the students’ horizon with applied problem solving between and beyond the disciplines. The offerings comprise problem-solving oriented modules that tackle global challenges from the perspectives of different disciplinary backgrounds and that allow, in particular, a reflection of the acquired disciplinary knowledge in economic, societal, technological, and/or ecological contexts.

    BCCB students select 2-4 modules (10 CP) from a broad portfolio of Big Questions modules.

    Community Impact Project
    In their 5th semester, students are required to take a 5 CP Community Impact Project (CIP) module. Students engage in on-campus or off-campus activities that challenge their social responsibility, i.e., they typically work on major-related projects that make a difference in the community life on campus, in its neighborhood, in Bremen, or on a cross-regional level.

    Language modules
    Jacobs University supports its students in acquiring and improving these skills by offering a variety of language modules at all proficiency levels. Emphasis is put on fostering German language skills of international students as they are an important prerequisite for non-native speaking students to learn about, explore, and eventually integrate into their host country and its professional environment.
    All students take four language courses in the first and second year.

    Schematic Study Plan

    The curriculum of the study program is outlined in the schematic study plan:


    Bachelors of Science / Laws (Honours)

    With this dual program, you'll develop the skills and knowledge to make a difference in today's science and technology driven economy, and prepare yourself for jobs of the future with a sound understanding of the fundamentals of the law.

    Under this dual program, you'll develop highly sought after technical expertise, combining the study of your chosen science discipline with a practical grounding in legal theory.

    As a Bachelor of Science student, you'll be able to make flexible choices from a broad set of courses that will give you the foundation to focus on a specialised major by your third year. You'll get to choose from an array of disciplines across all contemporary fields of scientific endeavour.

    The Bachelor of Laws (Honours) is designed to develop your high-level understanding of the law, along with personal and professional skills you can transfer across a wide range of careers. You'll be taught in small group settings and seminar-style learning spaces, specifically refurbished for law students.

    The laws program includes a core of prescribed courses and a range of electives. Compulsory areas include contracts, torts, criminal law, equity and property.

    When you graduate, you'll have an internationally respected honours qualification in laws, and advanced knowledge and skills in your chosen science discipline – setting you apart in a competitive job market while also providing a pathway to future research or learning.


    Cell Line Development Components

    Expression Vector

    Expression vectors are important tools in the production of proteins.

    Host Cell Line

    Well-established cell line optimized for large scale production.

    Protein Expression Platform

    The Sartorius CHO Platform brings together cell line development, fully optimized cell culture media, cell banking, and product characterization.

    Media & Process

    Benefit from our skilled team of experts to ensure your upstream process and media provide the optimal titer and product quality you need.


    Electron Microscopy of Model Systems

    Michael W. Hess , . Thomas Seppi , in Methods in Cell Biology , 2010

    Résumé

    Cell culture systems are indispensable tools for basic research and a wide range of clinical in vitro studies. However, conventional 2D cell cultures poorly mimic the conditions in the living organism. This limitation may seriously compromise the reliability and significance of data obtained from such approaches. Therefore, we present here a comparative study on selected 3D and 2D cell cultures of U87-MG human glioblastoma cells that were processed by means of high-pressure freezing and freeze-substitution as well as by conventional chemical fixation and Tokuyasu cryo-section immuno-labeling. Three-dimensional cultures comprised pseudo-vascularized cultures, fiber and bead scaffold cultures, and spheroid cultures. Cell cultures in dishes and on coverslips were the static 2D culture systems used as reference models. We will discuss morphological and immuno-cytochemical observations with respect to the feasibility of the cell culture systems investigated for the state-of-the-art electron microscopy.


    1. Introduction

    Nowadays, besides the basic role of nutrition consisting in the supply of necessary nutrients for growth and development of the organism, some additional aspects are becoming increasingly important, including the maintenance of health and counteracting diseases. In the world of highly processed food, particular attention is drawn to the composition and safety of consumed products. The quality of food is very important because of, i.e., the problem of food poisoning, obesity, allergy, cardiovascular diseases, and cancer—the plague of the 21st century. Scientific reports point to the health benefits of using probiotics and prebiotics in human nutrition. The word “probiotic” comes from Greek, and it means 𠇏or life”. Most probably, it was Ferdinand Vergin who invented the term “probiotic” in 1954, in his article entitled 𠇊nti-und Probiotika” comparing the harmful effects of antibiotics and other antibacterial agents on the intestinal microbiota with the beneficial effects (“probiotika”) of some useful bacteria [1]. Some time after that, in 1965, Lilly and Stillwell described probiotics as microorganisms stimulating the growth of other microorganisms [2]. The definition of probiotics has been modified and changed many times. To emphasise their microbial origin, Fuller (1989) stated that probiotics must be viable microorganisms and must exert a beneficial effect on their host [3]. On the other hand, Guarner and Schaafsma (1998) indicated the necessary use of an appropriate dose of probiotic organisms required to achieve the expected effect [4]. The current definition, formulated in 2002 by FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) and WHO (World Health Organization) working group experts, states that probiotics are “live strains of strictly selected microorganisms which, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host” [5]. The definition was maintained by the International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) in 2013 [6].

    Results of clinical studies confirm the positive effect of probiotics on gastrointestinal diseases (e.g., irritable bowel syndrome, gastrointestinal disorders, elimination of Helicobacter, inflammatory bowel disease, diarrhoeas) and allergic diseases (e.g., atopic dermatitis). Many clinical studies have proven the effectiveness of probiotics for treatment of diseases such as obesity, insulin resistance syndrome, type 2 diabetes, and non-alcoholic fatty liver disease. Furthermore, the positive effects of probiotics on human health have been demonstrated by increasing the body’s immunity (immunomodulation). Scientific reports also show the benefits of the prophylactic use of probiotics in different types of cancer and side effects associated with cancer. Many clinical studies have proven the effectiveness of probiotics, and recommended doses of probiotics are those that have been used in a particular case. Keep in mind that how probiotics work may depend on the strain, dose, and components used to produce a given probiotic product.

    In 1995, prebiotics were defined by Gibson and Roberfroid as non-digested food components that, through the stimulation of growth and/or activity of a single type or a limited amount of microorganisms residing in the gastrointestinal tract, improve the health condition of a host [7]. In 2004, the definition was updated and prebiotics were defined as selectively fermented components allowing specific changes in the composition and/or activity of microorganisms in the gastrointestinal tract, beneficial for host’s health and wellbeing [8]. Finally, in 2007, FAO/WHO experts described prebiotics as a nonviable food component that confers a health benefit on the host associated with modulation of the microbiota [9].

    Prebiotics may be used as an alternative to probiotics or as an additional support for them. However different prebiotics will stimulate the growth of different indigenous gut bacteria. Prebiotics have enormous potential for modifying the gut microbiota, but these modifications occur at the level of individual strains and species and are not easily predicted a priori. There are many reports on the beneficial effects of prebiotics on human health.

    High potential is attributed to the simultaneous use of probiotics and prebiotics. In 1995, Gibson and Roberfroid introduced the term “synbiotic” to describe a combination of synergistically acting probiotics and prebiotics [7]. A selected component introduced to the gastrointestinal tract should selectively stimulate growth and/or activate the metabolism of a physiological intestinal microbiota, thus conferring beneficial effect to the host’s health [10]. As the word “synbiotic” implies synergy, the term should be reserved for those products in which a prebiotic component selectively favours a probiotic microorganism [11]. The principal purpose of that type of combination is the improvement of survival of probiotic microorganisms in the gastrointestinal tract.

    Synbiotics have both probiotic and prebiotic properties and were created in order to overcome some possible difficulties in the survival of probiotics in the gastrointestinal tract [12]. Therefore, an appropriate combination of both components in a single product should ensure a superior effect, compared to the activity of the probiotic or prebiotic alone [13,14].

    The aim of the review was to discuss the mechanisms of action of probiotics, prebiotics, and synbiotics, as well as the current insight into their effect on human health. The selection of probiotic strains, prebiotics, and their respective dosages is crucial in obtaining a therapeutic effect, so separate sections are dedicated to this topic. Further research into the acquisition of new probiotic strains, the selection of probiotics and prebiotics for synbiotics, dose setting, safety of use, and clinical trials documenting the desired health effects is necessary. Effects should be confirmed in properly scheduled clinical trials conducted by independent research centres.


    Hardware

    During the course practicals we aim to broadcast the microscope software having many graphical elements. Therefore following minimum hardware setup is recommended:

    • Minimum screen resolution – Full HD (1920×1080)
    • Use external screens. Bigger screens (>22 inch) are beneficial.
    • Please use two screens if possible. We will provide recommendations to participants how to set up VC software on two screens.
    • Headsets will improve audio quality and voice clarity.