Genomdesign, 7,5 hp

Innehåll

Modul 1: Teori, 3,5 hp

Föreläsningarna behandlar de tekniker som används för att modifiera genetisk information i biologiska system, med fokus på flercelliga organismer.

Kursen omfattar såväl klassiska som moderna metoder, inklusive transgenes, rekombinasbaserade system, transposonmedierad integration, RNA-interferens, CRISPR/Cas-baserad genomredigering, basredigering, prime editing, CRISPR-interferens och CRISPR-aktivering, epigenomredigering, rapportörsystem, optogenetiska och kemogenetiska verktyg, degronbaserad proteinkontroll samt funktionella genetiska screeningar. Kursen introducerar även metoder för genleverans, inklusive mikroinjektion, elektroporering, virala vektorer, transfektion, lipidnanopartikelbaserad leverans samt organismspecifika leveransstrategier.

Kursen behandlar hur strategier för genomteknik väljs, utformas, valideras och tolkas i olika biologiska system, inklusive växter samt ryggradslösa och ryggradsdjur som modellorganismer. Kursen behandlar även aktuella möjligheter och begränsningar inom organellär genomteknik, liksom etiska, biosäkerhetsmässiga, regulatoriska, ekologiska och samhälleliga aspekter av genomteknik.

Modul 2: Laboration och design, 3 hp

Laborationerna fokuserar huvudsakligen på tillämpningar av genomteknik i genetiska modellorganismer, främst mus, bananfluga och nematodmask, för att bestämma geners funktion.

Modul 3: Artikelpresentation, 1 hp

Studenterna kommer att presentera centrala vetenskapliga artiklar, vilket ger dem möjlighet att förstå de experiment som ligger till grund för de metoder som används idag.

Förväntade studieresultat

Efter avklarad kurs ska studenterna kunna, med avseende på:

• Förklara hur genomteknik kan användas för att studera genfunktion, styra genuttryck och reglera cellulära funktioner för att öka förståelsen av biologiska processer och sjukdomar.
• Beskriva principerna för design av genetiska konstruktioner, inklusive de sekvenselement som krävs för kontrollerat genuttryck eller proteinfunktion.
• Redogöra för centrala metoder för att introducera genetiskt material i celler och organismer samt för att modifiera endogena gener.
• Förklara mekanismerna bakom RNA-baserade genetiska modifieringstekniker.
• Beskriva hur genomtekniska metoder används inom funktionell genomik, inklusive poolade screeningar, rapportörbaserade analyser, encellsbaserade avläsningar och experimentella designer baserade på genetiska perturbationer.

Färdighet och förmåga:

• Utforma en genomteknisk strategi för ett definierat biologiskt syfte, inklusive konstruktdesign, val av guide-RNA när det är relevant, leveransmetod, valideringsstrategi samt lämpliga kontroller.
• Välja och motivera lämpliga metoder för att introducera genetiskt material eller komponenter för genomredigering i celler eller organismer.
• Utvärdera och tillämpa lämpliga strategier för genomredigering (t.ex. CRISPR, TALENs och basredigering) för att besvara specifika genetiska frågeställningar.
• Välja och använda rapportörsystem (t.ex. fluorescerande proteiner) och verktyg för funktionell manipulation (t.ex. optogenetiska effektorer och toxiner) för att visualisera, mäta eller påverka cellulära processer.
• Tolka och felsöka experimentella resultat från genmodifieringstekniker samt identifiera felkällor eller orsaker till låg effektivitet.
• Muntligt och skriftligt kommunicera en genomteknisk strategi med korrekt terminologi och välgrundade vetenskapliga argument.

Värderingsförmåga och förhållningssätt:

• Bedöma lämpligheten, begränsningarna och de etiska konsekvenserna av att använda specifika organismer, cellsystem, organoider eller genetiska manipulationstekniker för ett givet forskningsändamål.
• Kritiskt värdera styrkor, begränsningar och potentiella oavsiktliga effekter (off-target-effekter) hos metoder för genomredigering och genleverans.
• Reflektera över metodval i genomtekniska experiment samt föreslå förbättringar eller alternativa strategier utifrån biologisk rationalitet, teknisk genomförbarhet, valideringskrav och ansvarsfull användning.
• Visa ett ansvarsfullt och vetenskapligt förhållningssätt vid planering och tolkning av experiment som innefattar genetisk manipulation.
• Värdera betydelsen av biologiskt kön som en faktor vid planering, genomförande och tolkning av genetisk och biomedicinsk forskning.
• Värdera tekniska, etiska, biosäkerhetsmässiga, regulatoriska och samhälleliga utmaningar kopplade till genetisk manipulation.

Behörighetskrav

180 hp från avslutade kurser inkluderande minst 60 hp i biologi (innehållande genetik, cellbiologi, molekylärbiologi och djurfysiologi) varav minst 7,5 hp i genetik; 20 hp i kemi varav minst 10 hp i biokemi; dokumenterad färdighet i experimentellt arbete omfattande minst 30 hp.

Undervisningens upplägg

Kursen består av en kombination av föreläsningar och studentcentrerade undervisningsformer, såsom laborationer i form av både datorbaserade och praktiska laborationer samt gruppuppgifter med muntliga presentationer och diskussioner. Särskild vikt läggs vid aktivt lärande, där studenterna uppmuntras att ta ansvar för sitt eget lärande genom utforskande, samarbete och kritisk reflektion. Samtliga undervisningsmoment, med undantag för föreläsningar, är obligatoriska.

Undervisningen ges på engelska.

Examination

Teorimodulen examineras genom en individuell skriftlig tentamen. Den skriftliga tentamen bedöms med något av betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). Laborationsmodulen examineras genom individuella skriftliga laborationsrapporter. Artikelpresentationen genomförs i grupp men bedöms individuellt. Bedömningen omfattar såväl presentationen som aktivt deltagande i tillhörande diskussioner. Studenterna ska lämna in skriftliga uppgifter enligt angivet format samt aktivt delta i presentationer och diskussioner. Aktivt deltagande innebär att bidra med reflektioner, ställa frågor och försöka besvara frågor som riktas till individen eller gruppen. Artikelpresentationen och laborationsmomenten bedöms med något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G).

Betyg på hel kurs sätts först när samtliga examinerande moment har genomförts och bedömts. För betyget Godkänd (G) på kursen krävs att samtliga examinationer bedömts med minst betyget Godkänd (G). För betyget Väl godkänd (VG) krävs att samtliga examinationer i modul 2 och 3 har bedömts med betyget Godkänd (G) samt att den skriftliga tentamen har bedömts med betyget Väl godkänd (VG). Om någon examination har bedömts med betyget Underkänd (U) blir kursbetyget Underkänd (U), förutsatt att studenten har genomfört samtliga examinationer inom modulen.

Vid eventuell frånvaro från obligatoriskt undervisningstillfälle beslutar examinator om ersättningsuppgift eller om studenten ska göra om moment vid ett senare tillfälle. För att bli godkänd på hela kursen krävs att arbeten är redovisade enligt föreskrivna ramar.

Kursansvarig kan besluta att aktivt deltagande i särskilt angivna aktiviteter ger bonuspoäng som läggs till resultatet på den skriftliga tentamen. Bonuspoängen får maximalt motsvara 10 procent av tentamens totala poäng. Kursansvarig ansvarar för att vid kursstart informera om vilka aktiviteter som kan ge bonuspoäng och vilka kriterier som gäller för att erhålla dessa.

För studerande som inte blivit godkänd vid ordinarie provtillfälle anordnas förnyat provtillfälle i enlighet med Umeå universitets Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå (FS 1.1-574-22). Det första omprovet erbjuds senast två månader efter ordinarie provtillfälle. Undantaget de fall då ordinarie prov äger rum i maj eller juni månad, då erbjuds istället ett första omprovstillfälle inom tre månader efter ordinarie provtillfälle. Dessutom erbjuds ytterligare minst ett omprov inom ett år från ordinarie provtillfälle. Vid underkänt resultat hänvisas därefter studenten till tentamen nästa gång kursen/moment ges.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till biträdande prefekt för institutionen för molekylärbiologi.

För student som har beslut om rekommenderat stöd på grund av funktionsnedsättning kan Examinator besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov och kursens förväntade studieresultat. För mer information se Handläggningsordning för stöd till studenter med funktionsnedsättning samt Regel för betyg och examination.

Övriga föreskrifter

Den studerande har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb och i högskoleförordningen (6 kap).

Kursen kan inte inkluderas i en examen tillsammans med kursen Transgenteknologi N/T.

Övergångsbestämmelser

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller att kursen slutat ges.