BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der...

34
1 Volume 5 Spring 2008 BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN BIOTECHNOLOGY Editors: Prof. Dr. T. Achstetter / Prof. Dr. G. Klöck

Transcript of BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der...

Page 1: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

1

Volume 5 Spring 2008

BREMEN JOURNAL

OF UNDERGRADUATE RESEARCH

IN BIOTECHNOLOGY

Editors: Prof. Dr. T. Achstetter / Prof. Dr. G. Klöck

Page 2: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

2

Inhalt

Editorial 3

Berichte vom Praxissemester im Ausland 4

Aktuelle Bachelorarbeiten 13

Gelebte Kooperation: Studierende des Studiengangs ISTAB (BSc) der

Hochschule Bremen und des Institute for

Life Science & Technology der Hanze University Groningen,

veranstalten ein gemeinsames Symposium 19

Information zu Masterstudiengängen in der Biologie 20

ISTAB nimmt fast 50 Erstsemester auf 21

Der aktuelle Flyer zum ISTAB Bachelor-Studiengang 23

Der aktuelle Flyer zum ISTAB Master-Studiengang 27

Der aktuelle Flyer zu TiGer Biotec, unserer virtuellen Firma 31

Page 3: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

3

Editorial

Liebe Leser des Journals of Undergraduate Research in Biotechnology,

die neue, fünfte Ausgabe unseres Journals berichtet von den vielfältigen

Aktivitäten der ISTAB-Studierenden aus dem Bereich der Industriebiologie

während des Wintersemesters 07/08. Um der hohen Nachfrage nach

Studienplätzen im Studienprogramm ISTAB BSc gerecht zu werden, hat

ISTAB im vergangenen Wintersemester fast 50 Studierende aufgenommen.

Daraus ergibt sich als wichtigste Änderung für den Ablauf des Studiums, dass

nun beinahe alle Module als Block unterrichtet werden. Die Studierenden

haben dies überwiegend positiv aufgenommen. Das dritte Semester sammelte

erstmal „Berufserfahrung“ im Modul Projektmanagement. Die Studierenden

hatten hier eine Vielzahl von Aufgaben selbstständig zu bewältigen wie die

Organisation von Betriebsexkursionen (Qiagen, Masterfoods, Alfred Wegener

Institut), sowie von zwei öffentlichen Veranstaltungen (internationales Mini-

Symposium, Informationsveranstaltung über Master Programme in der

Biologie), über die in diesem Heft berichtet wird. Auch in diesem Winter hat die

TiGer BioTec einen Auftrag erfolgreich bearbeitet. Die Studierenden des 7.

Semesters haben in wenigen Monaten eine sehr eindrucksvolle

Machbarkeitsstudie erstellt, die sich mit der Gewinnung von Bioethanol aus

Reststoffen beschäftigt. In seiner jährlichen Sitzung zeigte sich der Beirat

Biotechnologie beeindruckt von der Arbeit der Studierenden und der Qualität

ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war,

im konsekutiven Masterprogramm ISTAB M.Sc. ihre Kenntnisse zu erweitern.

Das Studienprogramm der Biotechnologen bei ISTAB wurde durch eine Reihe

von Gastvorlesungen und „Extrakursen“ der ISTAB Professoren bereichert.

Professor van der Maarel (TNO, RUG Groningen) führte in die “Biotechnology

of Polysacchides” ein, Prof. Ducki (Ecole Nationale Supérieure de Chemie,

Clermont-Ferrand) gab einen ersten Einblick in die Entwicklung moderner

Arzneimittel („Rational Drug Design“). Für die Biotechnologen führten Tilman

Achstetter und Gerd Klöck im September Sonderveranstaltungen zum Thema

Molekulargenetik und Biochemie durch.

Bremen, 7. Februar 2008 Gerd Klöck Tilman Achstetter

Page 4: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

4

Berichte von ISTAB-Studierenden (Schwerpunkt

Biotechnologie) über das Praxissemester im Ausland1

Stanislav Ott (Brasilien)

During my practical semester in Brazil I worked in two different locations. I

spent one part of my practical training at the department of mycology, at the

Federal University of Pernambuco (UFPE), that is supported by the local

government. The department of mycology is located in CCB (Centro Ciencias

Biologicas) and is divided in two main lines of research: basic and applied

mycology. There are labs for ecology, physiology, taxonomy and others

in the basic mycology section. In the applied mycology, research

fields like medical mycology, mycotoxines and phytopathogenic fungi are

performed. From 21.03.07 to 20.07.07 I worked under my supervisor Ph.D.

Neiva Tinti in the lab for phytopathogenic funghi. During this time I assisted a

master student in her project: „Isolation of the gene cap 20 from different

isolates of genus Colletotrichum". I shared the laboratory with 3 other master

students, all of them were also active in different parts of the Colletotrichum

project.

My work dealed with the phytopathogenic genus of fungus Colletotrichum, (the

most time I worked with Colletotrichum gloeosporioides) and different

molecular marker techniques. My typical employment was the raising of

a fungal culture (that contained different Colletotrichum isolates), DNA

extraction and application of PCR and molecular marker techniques like

RAPD or ISSR.

1 Hier nur die Abstracts, die vollständigen Reports können bei G. Klöck eingesehen werden.

Page 5: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

5

Simone Schwarz (Schottland)

Amoebics Ltd., a biotechnology company, developed a new technology

to produce antibacterial drugs. The special characteristic is the treatment

of infection from bacteria which are resistant against the common antibiotics.

Dr. Sutherland K. Maciver, the founder and project leader of Amoebics Ltd.,

detected during his research of different strains of Amoeba that certain of

them have the facility of recognition and tight binding of specific types of

bacteria, which he could use to create new antibacterial drugs. After creating

this idea he aligned with Martyn Breeze (later Director) and Teddy Tulloch

(later Chairman) and established in 1998 with help of Quantum Fund the

biotechnology company Amoebics Ltd. Since that time the company has

used the laboratory of Dr. Sutherland K. Maciver in the Medical School of

Edinburgh University where he works as a Senior Lecturer in the “Department

of Biomedical Sciences”. With help of Diane Ternent, Bachelor of Science, and

a mix of equity and grant funding the company was able to create a

fusion protein which contains a bacteria binding region against

Staphylococcus aureus including Methicillin resistant S. aureus (MRSA)

and an Fc region of the human antibody which simplifies neutrophils the

phagocytosis of this complex. The company focused the development of a

fusion protein against Staphylococcus aureus including Methicillin resistant

S. aureus (MRSA). Prior experiments by Dr. Sutherland Maciver showed

that certain Amoeba strains are able to recognise and bind tightly to

specific species of bacteria with a unique protein binding region. Therefore

several strains of Amoeba were tested for specific binding to S. aureus

and their binding proteins were isolated. The organism with the best

result was Acanthamoeba venezuala (A. ven). The cDNA of the binding

protein (called ven) was constructed and cloned in E. coli expression vectors

which were transformed into E. coli afterwards. After ven was expressed

and purified its specific capacity to bind to S. aureus was tested. The protein

was able to bind and the affinity was high. Therefore the sequencing of

the demand binding protein was confirmed. The next step was the

Page 6: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

6

creating of the fusion protein venFc with Fc at the C terminus.

Therefore the cDNA fragment of the human IgG g3 heavy chain,

containing a fragment of the leader, a fragment of the variable region, the

hinge region, and the CH2 and CH3 domains was used and cloned into

the plasmid pMWven. The new plasmid pMWvenFc was transformed to

different strains of E. coli. After cultivation and protein purification the

affinity of ven region was tested. To simplify the protein purification the plan

was to create a protein which across the inner membrane be secreted

into the periplasm. Consequently a signal peptide was subcloned into

pMWvenFc. After transformation, cultivation and protein purification the

co-sedimentation assay with S. aureus showed the binding was affected,

perhaps due to incorrect protein folding. That was the reason to look for

another organism which. The methylotrophic yeast Pichia pastoris was

chosen.

Page 7: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

7

Franziska Bleeke (Irland)

Within the framework of the International Degree Course in Industrial

and Environmental Biology with the focus on industrial biology at the

University of Applied Sciences Bremen (Germany), it was an obligatory

component to spend approximately one year abroad. Whereas one semester

was designed for a study period at a self chosen foreign university, in

the second semester, a practical part, we were meant to absolve an 18- week

long work placement in a company, agency or non-governmental

organization. In the period between the 1st of May and the 31st of August

2007, I spent my work placement in the Plant Biotechnology Unit at the Oak

Park research center of Teagasc in Carlow, Ireland. Teagasc is a client-

based organization operating in partnership with all sectors of the

agriculture- and food industry and with the rural development agencies in

over 100 locations throughout Ireland. With over 1600 staff members,

Teagasc is the leading association in the field and food research in Ireland.

The organization employs about 550 advisors and regional specialists working

in regional and local offices, college lecturers and educational staff working in

8 colleges and local training centers. Annually 200 research scientists and

300 technicians carried out about 300 research projects in one of the 8

research centers. Teagasc OakPark Research Centre is the national

centre for arable crop research because of its location and range of

soils is an ideal location for tillage crops research and development. The

main objective of the programme at Oak Park is to support the arable

crops sector of Irish agriculture in maintaining, and where possible,

expanding its contribution to the national economy. The Centre also has

responsibility for breeding improved varieties of potatoes, perennial

ryegrass, white clover and cereals with the research context about; genome

mapping, marker assisted selection, gene expression analysis and risk

assessment and genetic transformation. Mycosphaerella graminicola

(Fuckel) J. Schroeter in Cohn (anamorph Septoria tritici Roberge in

Desmaz.) belongs to the class of the Loculoascomycetes (filamentous

Page 8: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

8

ascomycetes) and is a foliar pathogen of bread and durum wheat (Triticum

cestima and Triticum turgidum ssp. Durum L.), causing Septoria leaf blotch

disease (STB). This disease is the most important disease of wheat in

North West Europe. The main way to control the fungus is by foliar

application of fungicides 1-3 times a year. The disadvantage of certain

specific fungicides is that just one mutation in a single gene of the

target pathogen cell can lead to absolute resistance. Once this mutation

has occurred the pathogen achieves a higher fitness and is easily

despaired because of the low selection pressure. About 700 Mycosphaerella

graminicola samples were tested for mutations in total. The experiments were

carried out to detect mutations within the CYP51 gene of Mycospharealla

graminicola. This gene encodes the sterol α-demethylase, a 5-membered

heterocyclic ring containing two carbon- and 3 nitrogen atoms. This enzyme

is vital for the assembling of collagen within the fungus. As already

described in the Introduction, is the α-demethylase the target of one major

class of fungicides, the DMIs (sterol 14 α-demethylase inhibitors) among

them the Triazoles. Triazoles bind to the protein and block the

production of collagen. In consequence of this loss of production, the fungus

loses his stability and dies. If however a mutation occurs within the

gene encoding the enzyme, the fungicides cannot bind anymore and becomes

less sensitive. Several types of fungicides belong to the class of the

DMIs. Curiously there are differences within the sensitivity even though they

all bind to the same protein. This lack of cross-sensitivity between the

Triazoles was not expected. This experiment was expected to bring some

information about the mutations leading to cross-sensitivity.

Page 9: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

9

Sandra Schulz (Mexiko)

The course of study „Industrial Biology“ at the University of Applied

Sciences in Bremen contains an obligatory stay abroad. Not only a study

semester but also an internship of twenty weeks has to be realised in a non-

German-speaking country. The object of the internship is to gain working

experience in a centre of investigation or in a company. The content of

the internship can be chosen by the student, but has to be related to

the course of study in Bremen. During the internship a report has to be

written. I realised my internship in the department of pharmaceutical

development at “Laboratorios Cryopharma” from 11th January until 11th July

2007. “Laboratorios Cryopharma” is a Mexican pharmaceutical company that

has been founded in 1964 by Dr. Pedro Mirasou. Initially, they fabricated

pharmaceutical products for Mexican and international companies, but then

started their own line of generic medicinal products that today include a

great variety of different fields of application, such as anaesthesia,

endocrinology, gynaecology, oncology and ophthalmology. Now they are

one of the leading providers of pharmaceutical products for the Mexican sector

of health. Laboratorios Cryopharma employs approximately 335 people, 40 of

them being scientists. Biologists predominantly work in the area of

microbiology. Recently, this company is developing biotechnological products

like erythropoietin for the international market and won the award of

technology in 2006 for their modern and well-equipped laboratory in the

field of biotechnology. My internship consisted of a variety of experiments and

office work. For example physical-chemical analysis of raw material, products

in development and products that yet has been on the market such as tablets,

capsules, injectable solutions, aerosols, suspensions, lyophilizated products,

ophthalmic and oral solutions were realised. Moreover my activities

included the biological evaluation of human recombinant Erithropoyetin and

the statistical treatment of the results. Furthermore I fabricated tablets on pilot

scale by using wet granulation and coating. Methodologies of analysis for the

Mexican Secretary of Health were also elaborated. All these projects were

Page 10: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

10

conducted in cooperation with work colleagues. However, one focus of my

internship laid on the development and validation of an analytical method for

the simultaneous determination and quantification of Dorzolamide and Timolol

in an ophthalmic solution. This was realised by using High-Pressure

Liquid Chromatography. As no official methods had been reported in the

bibliography for the analysis of Dorzolamide or Dorzolamide / Timolol as

pharmaceutical product, the development and validation of this method was

necessary to fabricate the ophthalmic solution and to apply for a register at the

Mexican Secretary of Health.

Page 11: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

11

Tanja Kramer (Australien)

The internship took place from January 8th till May 31st of 2007 in one

of the virology research groups at the School of Molecular and Microbial

Science at the University of Queensland in St. Lucia, Brisbane, Australia. The

internship overseas was a required part of the study program “Applied

and Technical Biology” of the University of Applied Sciences Bremen in

Germany. Before the internship a study abroad semester was taken also at

the University of Queensland (UQ).

The UQ is one of the biggest and most prestigious universities in

Australia. It has 3 main campuses in Brisbane of which St. Lucia is the

biggest one. The UQ Library has one of the largest collections amongst

academic libraries in Australia. UQ offers a broad range of studies, from arts

over biological, chemical, physical and medical sciences to business,

economics and law. The University has a budget of about 940 million $ which

are about 565 million € including funding. Head of the virology research

group, in which the internship took place, is Dr Roy Hall, which is a senior

lecturer at UQ and supervises the following research members: Ms Kim

Pham (research assistant), Ms Wai Yuen Cheah (research assistant), Ms

Rebecca Biron (PhD student), Dr Nathalie Prow (Postdoc), Mrs Jody Peters

(PhD student), Ms Sheryl Maher (PhD student), Mr Daniel Westlake (honours

student), Ms Kelly Reddan (honours student), Ms Cindy Tan (honours

student), Ms Janelle Bentz (honours student) and me, for the time of the

internship.

A major focus of the research group is to investigate the structure and

function of flavivirus non-structural proteins and their role in cellular

infection, viral replication, pathogenesis and induction of immune

responses. These studies have led to the development of novel diagnostic

tests and viral vaccines. Other major themes include the ecology and

epidemiology of arthropod-borne viruses including isolation and

characterisation of new viral isolates from mosquitoes and

monitoring their distribution and spread.

Page 12: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

12

Aim of the project was to obtain a viable infectious clone of the Alfuy virus to

investigate putative attenuation motifs. Therefore a cDNA clone named

pALF3929 was designed in earlier projects. The whole Alfuy virus genome

was cloned together and afterwards successfully cloned in a backbone

plasmid. While cloning the viral genome together, some mutations occurred in

the non-structural protein (NS) coding regions and the envelope protein (E)

coding region. The main task of the internship was to repair these mutations in

order to produce a viable infectious Alfuy clone.

Page 13: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

13

Aktuelle Bachelorarbeiten

Am 1.2.2007 schlossen die ISTAB Studierenden des Abschlußsemesters im

Schwerpunkt Industriebiologie ihr Studium mit der öffentlichen Verteidigung

ihrer Bachelorarbeiten in der Regelstudienzeit ab.

Die Veranstaltung fand traditionell vor zahlreichem Publikum im

Hansewasserhörsaal statt. Anwesend waren insbesondere die Mitglieder des

Industriebeirats der Biotechnologie, die sich auch im anschließenden

Gespräch mit den erfolgreichen Absolventen höchst zufrieden mit deren

Leistungen zeigten.

Viel Zeit zum Feiern bleib den frischgebackenen Bachelors aber nicht: Sie

hatten sich mit ihrer Projektidee am welcome future Preis der Handelkammer

Bremen beteiligt, waren von den Gutachtern (u.a. Frau Prof. Gesine Schwan)

sehr positiv bewertet worden und daraufhin (als eine der sechs nominierten

Einreichungen) am kommenden Morgen zur Preisverleihung im Haus

Schütting eingeladen worden.

Abbildung 1. ISTAB-Absolventen Industriebiologie des Wintersemesters 2007/2008. von links.

Stanislav Ott, Simone Schwarz, Franziska Bleeke, Sandra Schulz, Tanja Kramer.

Page 14: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

14

Stanislav Ott

Herstellung von Ethanol aus Brot (Machbarkeitsstudie): Überwachung und Optimierung der Prozessparameter

The following bachelor thesis is based on the performed feasibility study named

“Production of bioethanol from waste bread”. The study was performed by industrial

biology students of the International Study course for Industrial and Environmental

Biology (ISTAB) at Hochschule Bremen. The background of the project was the

virtual company “TiGer BioTec” where the students carried out the part of the

research and development or quality management department. Their lecturers

presented the management board of the company. The primary objective was the

development of a process, where first the bread starch was enzymatically hydrolysed

to glucose and afterwards fermented to ethanol. The main process was separated

into part projects, each under the supervision of one student and after the study was

finished these projects represented the topics of their bachelor thesis.

The following bachelor thesis represents the part project “improvement and

inspection of the process parameters during the production of glucose solution from

waste bread”. In this part project several hydrolysis conditions were carried out,

compared and the suitable one determined. Furthermore two different enzymatic

agents were examined and the glucose concentration and dry matter was determined

during the incubation. Finally, the overall yield statistics were performed and different

aspects of the project and further suggestions were discussed.

Page 15: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

15

Simone Schwarz

Herstellung von Bioethanol aus Altbrot (Machbarkeitsstudie) – Teilprojekt:

Gärverfahren in Saccharomyces

Based on the fact, that 560,000 to 700,000 t of waste bread accumulated each year

in Germany, the virtual company TiGer BioTec conducted a feasibility study to

develop a process to produce ethanol from waste bread. The employees were the

students of the final semester of the international course Industrial and

Environmental Biology (ISTAB). The project was divided into five work packages

(quality management, screening for hydrolase-producers, preparation of a glucose-

containing bread slurry, fermentation process with Saccharomyces, fermentation

process with Zymomonas). During the fermentation process the starch of the dried

and milled bread was converted into sugar by a culture supernatant with a hydrolytic

activity. Afterwards the bread solution was fermented by S. cerevisiae and Z. mobilis.

This thesis dealt with the part “fermentation process Saccharomyces”. During the

preliminary tests a growth curve was obtained and the optimal growth factors were

determined. Furthermore it was tested if the bread solution is sufficient as a

fermentation substrate for S. cerevisiae. Two fermentations were conducted. The first

fermentation was carried out with two bread solutions which were produced by two

different ways. During a second fermentation the influence of different temperatures

was analysed. Moreover the method to measure the glucose concentration could be

validated.

The produced bread solution was sufficient as a fermentation substrate. 500 mL

bread solution with a start concentration of 60 g/L glucose was fermented within 12

hours by 0.8g/L dry weight of S. cerevisiae at 30°C. The yield of the product (g/L

produced ethanol divided by g/L used glucose) was 0.44. The transaction of the

fermentation with 17°C or 40°C was also possible but with a delay.

The developed process is not economic because an ethanol concentration of only 28

g/L (3.5 %) was obtained. The cost for distillation is very high and therefore an

ethanol concentration of 10% is required to keep the process economic.

Page 16: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

16

Sandra Schulz

Herstellung von Bioethanol aus Altbrot (Machbarkeitsstudie) – Teilprojekt:

Gärverfahren in Zymomonas

The international degree course on Industrial and Environmental Biology at

Hochschule Bremen has founded the virtual company “TiGer BioTec” for its

students of the 7th semester. This year´s project was the production of bioethanol

from old bread. The aim of the project was the development of a process for the

production of bioethanol from waste bread that cannot be recycled in the food and

animal feed industry and to use preferably all components and different types of

bread. In the production process the bread was ground, homogenized with water

and heated, so that an enzymatic degradation of the starch was possible in the

bread after the addition of a supernatant of a bacterial culture. The resulting

glucose-containing bread solution was fermented by Saccharomyces and

Zymomonas. The project was divided into five subprojects: quality assurance,

screening for hydrolase-producers, production of the glucose-containing

breadmash, fermentation processes with Saccharomyces and Zymomonas.

The subproject “fermentation processes with Zymomonas” dealt with the fermentation

of the glucose-containing bread solution by the use of the bacterium

Zymomonas mobilis DSMZ strain 424. The growth conditions were tested and

optimized in preliminary experiments and enzymatic assays for the analysis of the

fermentation processes were validated. The glucose-containing bread solution was

found to be a sufficient substrate for the fermentation and ethanol yields of up

to 1,96 (M/M) could be reached by using Zymomonas. An ethanol

concentration of 3,5 % (v/v) after nine hours of fermentation was achieved.

Page 17: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

17

Franziska Bleeke

Production of Bioethanol from waste bread: Screening for suitable enzymes

Within the framework of the International Degree Course for Industrial and

Environmental Biology, with the focus on Industrial Biology, at the University of

Applied Sciences Bremen it was the objective for the students of the final year to

work on a feasibility study with the topic “Production of Bioethanol from waste bread”.

This feasibility study was commissioned by the virtual company TiGer BioTec, whose

employees, the students of the 7th Semester, worked on it and elaborated their here

presented bachelor thesis.

At the present time renewable energy sources, in consideration of short running fossil

fuels and climate protection, gain more and more importance. Bioethanol provides a

climate friendly alternative. Bioethanol is ethanol, manufactured from renewable raw

materials. During the production of bioethanol, starch-containing biomass is

enzymatically hydrolysed to glucose. The hydrolysed starch can then serve as a

substrate for microorganisms, which ferment the glucose to ethanol. Through

distillation, the produced raw alcohol may be concentrated and afterwards used as

fuel or fuel mixture.

In this bachelor thesis waste bread, which cannot be returned to the cycle, is used as

a source of starch and by means of hydrolases split up into glucose. In the

framework of a fermentation, this glucose is fermented to ethanol by two different

types of micro organisms.

The subproject of this bachelor thesis deals with the microbial production of

enzymes. These enzymes were meant to be able to convert the starch of the bread

into glucose. The micro organisms suitable for the production of enzymes were

detected by screening. Furthermore a method to obtain the produced enzymes was

designed and another method to measure enzyme activity was optimised.

Summarized, this feasibility study showed, that the production of bioethanol is

possible but the cost- and energy balance is clearly negative and therefore not

economically efficient.

Page 18: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

18

Tanja Kramer

Production of bioethanol from waste bread: quality management

During the last decades the importance of the development of a quality management

system in research and development companies continuously increased and was

established as a management tool in more and more companies.

The present thesis deals with the continuation and adaptation of an existing quality

management system and the therewith associated quality assurance in the virtual

biotechnology company TiGer BioTec of the Hochschule Bremen.

The quality assurance was a subproject in the feasibility study of this years theme

“Production of bioethanol from old bread”. In this year the company was composed of

five students of the final semester of the international study of Technical and

Environmental Biology. Each student represented one department of the company

responsible for a specific work package e.g. “Screening for hydrolase-producing

microorganisms”, “Production of glucose containing bread sirup”, “Fermentation of

glucose with Zymomonas bacteria”, “Fermentation of glucose with Saccharomyces

and “Quality assurance”.

Major task for “Quality assurance” was to ensure that the feasibility study is

performed under quality assured conditions according to principles of the quality

management system GLP (good laboratory practice). As a result of the GLP conform

mode of operation, the traceability and reproducibility of all results of the project

should be guaranteed.

The “Quality assurance” was able to continue and integrate the existing quality

management system in this years project, so that the principles of good laboratory

practice could be implemented project-orientated and to a large extent.

Indeed not all ten GLP principles could be implemented because of the low number

of staff members and the short duration of the project. But the quality of the results of

in the feasibility study could be improved enormously due to the implementation of

the quality management system. It was demonstrated that the elements of quality

management documentation were indispensable for a quality assured realisation of

the feasibility study.

Page 19: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

19

Gelebte Kooperation: Studierende des Studiengangs

ISTAB (BSc) der Hochschule Bremen und des Institute

for Life Science & Technology der Hanze University

Groningen, veranstalten ein gemeinsames Symposium.

Abbildung 2: Die „Bremer“ Organisatorinnen

Studierende des dritten Semesters organisierten am 18. und 19. Januar gemeinsam

mit Studierenden der Hanze University aus Groningen ein zweitätiges Symposium

zum Thema nachhaltige Biotechnologie. Dieses bereits zweite Symposium dieser Art

(das erste fand im Jahre 2007 statt), vertieft die bestehende lebendige Partnerschaft

mit dem Institute for Life Sciences der Groninger Hochschule.

Das Symposium im Hansewasserhörsaal war sehr gut besucht, die Vorträge waren

super, die Atmosphäre locker und alle haben an diesen beiden Tagen viel

dazugelernt (auch über das Bremer Bier).

Page 20: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

20

Öffentliche Informationsveranstaltung zu Master-

studiengängen für Biologen

Am Mittwoch, den 30.01.2008 führte das dritte Semester ISTAB im

Hansewasserhörsaal eine öffentliche Informationsveranstaltung über

Masterstudiengänge in der Biologie durch.

Inhalte der von den Studierenden sehr gelungen präsentierten Vorträge waren

• Zulassungsvoraussetzungen • Lehrinhalte • Anforderungen und • mögliche Stipendienprogramme

für beispielhaft ausgewählte deutsche und europäische Masterstudiengänge für

Biologen. Weiterhin wurden die Ergebnisse einer Umfrage unter ISTAB Absolventen

vorgestellt, die sich derzeit in Masterprogrammen weiterqualifizieren.

Natürlich konnte man sich auch über unser eigenes Master-Programm informieren.

Zu dieser Veranstaltung haben die ISTAB Studenten Informationsmaterialien

vorbereitet (pdf-Format), die unter www.biologie.hs-bremen.de herunter geladen

werden können:

• Überblick über ausgewählte Biologie-Bachelor und-Masterstudiengänge in

Deutschland und International (19MB)

• Biologie-Masterstudiengänge in Norwegen und Island (6MB)

und schließlich besonders empfehlenswert und umfangreich:

Informationsheft zu Bachelor- und Masterstudiengängen für Biologen (17MB).

Page 21: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

21

Istab nimmt fast 50 Erstsemester auf2

Zum Wintersemester 2007/2008 wurden an den Bremischen Hochschulen die ersten

Studierenden immatrikuliert, die dem Hochschulpakt ihren Studienplatz verdanken.

An der Hochschule Bremen haben sich zum Wintersemester 1.793

Studienanfängerinnen und -anfänger eingeschrieben. Davon entfallen 220

Studienplätze auf die erste Tranche des Hochschulpaktes, die bereitzustellen sich

die Hochschule Bremen verpflichtet hatte. Nach der Hälfte der Vorlesungszeit des

ersten Semesters kann eine vorläufige Bilanz gezogen werden. Am Beispiel des

Internationalen Studiengangs Technische und Angewandte Biologie (ISTAB B.Sc.)

wird ein erstes Fazit gezogen.

Statt der ursprünglich vorgesehenen 27 Erstsemester wurden zum Wintersemester in

ISTAB 47 junge Männer (24) und Frauen (23) immatrikuliert. Nicht ohne

Auswirkungen auf den Lehralltag, wie Studiengangsleiter Prof. Dr. Tilman Achstetter

betont: „Wir freuen uns, dass unser Studienprogramm auf so großes Interesse stößt,

und dass wir in diesem Jahr fast doppelt so viele Studierende aufnehmen konnten.

Wir haben die Sommerpause im Wesentlichen damit zugebracht, für diese

Herausforderung die organisatorischen Voraussetzungen zu schaffen, und wir

sehen: Es hat sich gelohnt! Allerdings ist die finanzielle Unterstützung durch den

Hochschulpakt nur sehr bedingt ausreichend. Unsere Studierenden werden

praxisorientiert in modernen Methoden ausgebildet. Hier macht es schon einen

Unterschied, ob die Chemikalien für den Kurs 1500 Euro kosten, oder ob ich zur

Durchführung des Praktikums die doppelten Kosten ansetzen muss, um den

Standard unserer Ausbildung zu halten. Zum Schluss das Wichtigste: Damit die

Gruppen nicht zu groß werden, führen wir alle praktischen Veranstaltungen jetzt

zweimal durch. Die damit verbundene Mehrbelastung für Professoren und Mitarbeiter

nehmen wir jedoch gerne in Kauf, da die Qualität der Ausbildung für uns immer im

Vordergrund steht.“

2 Text: U. Berlin, Hochschule Bremen

Page 22: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

22

Wie die Studiensituation von Betroffenen, den Erstsemestern, wahrgenommen wird,

geben diese drei Antworten wieder. Die Frage lautete: „Wie gefällt es Ihnen nach den

ersten Wochen bei ISTAB? Haben Sie schon davon gehört, dass wir in diesem

Semester fast doppelt so viele Studierende aufnehmen konnten wie in den Jahren

vorher?“ - Jennifer Wischhusen, 19 Jahre: „Von den Arbeitsbedingungen in den

Praktika bin ich angenehm überrascht. Wir können alles selbst ausprobieren und

müssen uns nicht mit mehreren ein Gerät teilen.“ Michael Mozer, 22 Jahre: “Die

Betreuung finde ich super. In den Praktika sind die Betreuer sehr hilfsbereit und

immer ansprechbar. Die Unterrichtsmaterialien für alle Veranstaltungen sind immer

auf AULIS verfügbar.“ Julia Hengst und Sarah Piel, beide 20 Jahre: „Wir wollten

unbedingt an eine Hochschule, weil wir an der Praxis interessiert sind. Von den

Arbeitsbedingungen bei ISTAB sind wir sehr positiv überrascht. Wir hatten uns dies

nicht so vorgestellt, nachdem wir von Freunden und Bekannten an anderen

Hochschulen anderes gehört hatten.“

Abbildung 3: ISTAB Erstsemester Michael Mozer, Julia Hengst, Sarah Piel, Jennifer Wischhusen

Wesentliches Ziel des Hochschulpaktes ist die Erhöhung der Anzahl der

Studienplätze angesichts geburtenstarker Jahrgänge. Die Umsetzung des

„Hochschulpaktes 2020“, wie er offiziell heißt, wird durch eine Vereinbarung

zwischen der Senatorin für Bildung und Wissenschaft und der Hochschulen Bremen

und Bremerhaven sowie der Universität geregelt.

Page 23: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB BSc 1

Internationaler Studiengang für Technische und Angewandte Biologie ISTAB (BSc) Hochschule Bremen – University of Applied Sciences

Profil Der Internationale Studiengang für Technische und Angewandte Biologie ISTAB BSc der Hochschule Bremen führt die Studierenden in sieben Semestern in die grundlegenden Aspekte der Biologie ein. ISTAB hat sich zur Aufgabe gestellt, seine Absolventen für eine Tätigkeit in der heutigen Industrie-gesellschaft zu rüsten, eine Gesellschaft, die mehr und mehr beeinflusst wird von den Erkenntnissen der modernen Biologie und der Veränderung ihrer Umwelt. Das ISTAB-Programm wurde von einem unabhängigen Expertengremium begutachtet und daraufhin vom Nationalen Akkreditierungsrat akkreditiert. Dieses Verfahren sichert den Bezug des ISTAB-Curriculums zu den Bedürfnissen des nationalen und des internationalen Arbeitsmarkts. Es erzwingt aber auch ein System der Qualitätskontrolle der Arbeit der Studierenden und der Lehrenden vor allem in Hinsicht auf eine fristgerechte und erfolgreiche Beendigung des Studiums.

Organisation Das Curriculum ist in sieben Semester unterteilt. Das Programm beginnt am 1. Oktober mit dem Wintersemester. Das Sommersemester beginnt am 15. März. Jedes Semester ist in fünf Unterrichts-einheiten (Module) unterteilt. Entsprechend seinen Inhalten besteht ein Modul aus Vorlesungen und/oder praktischen Übungen im Labor oder im Freiland. Verpflichtender Bestandteil des Studienprogramms ist ein einjähriger Auslandsaufenthalt. Im Zuge ihres Studiums erwerben die Studierenden dem European Credit Transfer System (ECTS) folgend 30 Kreditpunkte pro Semester. Die Unterrichtssprache ist Deutsch, es wird fast ausschließlich englische wissenschaftliche Fach-literatur benutzt. Es wird erwartet, dass die Studierenden im dritten Jahr Englisch lesen und schreiben können, ihre Präsentationen halten sie in Englisch.

Programm Im ersten Studienjahr werden die Studierenden in die Grundlagen der Mikrobiologie, der Zoologie und der Botanik, der Ökologie, der formalen und molekularen Genetik, und der Zellbiologie und der Bio-chemie, der Chemie und der Mathematik eingeführt. Das Programm wird ergänzt durch eine Ver-anstaltung, die ein Verständnis für Stoff- und Energieströme in der Biosphäre wecken soll. Labor- und Geländepraktika helfen, das erworbene Wissen in praktische Arbeit umzusetzen, wobei in mikros-kopische und Präparationstechniken, in für die Biologie wichtige chemische Methoden, in den Um-gang mit Mikroorganismen, aber auch in die Artbestimmung und Anatomie von Pflanzen und Tieren eingeführt wird. Weiterhin finden sich Module zur Erlernung der englischen Sprache in Wort und

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 24: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB BSc 2

Schrift. Studierende, die bereits dokumentierte (englisch als Muttersprache, ILS, TOEFL o. ä.) aus-reichende Englischkenntnisse vorweisen können, besteht die Möglichkeit der Teilnahme an weiteren Sprachkursen, die die Hochschule anbietet. Das zweite Studienjahr führt in mehreren Veranstaltungen in die Biotechnologie ein. Hierzu zählen Biotechnologische Verfahren mit Upstream- und Downstream Processing, Molekularbiologie, Tech-nische Mikrobiologie und Biochemie biotechnologischer Produkte und im Weiteren die Umweltmikro-biologie. Der Bereich der Umweltbiologie ist durch Veranstaltungen in Angewandter Botanik und Zoologie und durch die Einführung in Theorie und Praxis von Ökosystemen repräsentiert. Praxisnähe der Ausbildung ist repräsentiert durch eine Veranstaltung, die in das Projektmanagement einführt. Die Mehrzahl de Veranstaltungen hat praktische Lehranteile (Arbeiten im Labor und/oder Freiland). Das dritte Studienjahr führt die Studierenden verpflichtend ins Nicht-Deutschsprechende Ausland, wobei sie sich vorher der Biotechnologie oder der Umweltbiologie als Schwerpunkte von ISTAB zugeordnet haben.. In diesem Jahr sind ein Studiensemester an einer Hochschule nach Wahl der Studierenden, und ein Praxissemester (mind. 18 Wochen) bevorzugt außerhalb des universitären Bereichs (in einer Firma oder einer öffentlichen Forschungseinrichtung, oder in einer Non-Profit-Organisation) zu absolvieren. Die Erfahrungen dieses Auslandsjahrs (Studien- und Praxissemester) präsentieren die Studierenden in englischer Sprache im Rahmen einer Veranstaltung, an der auch die Studierenden des ersten und des zweiten Studienjahrs teilnehmen. Das Abschlußsemester ist im Wesentlichen der Projektarbeit gewidmet. Form und Inhalte dieser Projekte richten sich nach den Schwerpunkten Biotechnologie/Industrie-Biologie oder Umweltbiologie. Ergebnisse der Projektarbeit können Grundlage der Abschlussarbeit (Bachelorthesis) sein. Im Bereich Biotechnologie sind die Studierenden Mitarbeiter der Forschungs- und Entwicklungs-abteilung einer virtuellen Firma, der TiGer BioTec. Sinn dieser Unterrichtsform ist es, die Arbeits-bedingungen der freien Wirtschaft im Rahmen des Studiums realitätsnah zu vermitteln.

ISTAB BSc Curriculum

Semester

Module

1

Mathematik

Formenvielfalt

Tiere / Pflanzen I * Chemie

des Lebens I Einführung in die

Mikrobiologie* Chemie

des Lebens II *

2

Formenvielfalt Tiere / Pflanzen II *

Umweltbiologie I: Stoff- und

Energieflüsse in biol. Systemen

Einführung in die Genetik und die

Molekulargenetik Englisch

Biotechnologie I: Biochemie und

Zellbiologie

3

Biotechnologie II: Einführung in bio-

technol. Verfahren – Upstream Prozesse

*

Englisch und Projekt Management

Umweltbiologie II: Angewandte Botanik

Umweltbiologie III: Angewandte

Zoologie

Biotechnologie III: Technische

Mikrobiologie und Biochemie

biotechnol Produkte

4 Umweltbiologie IV:

Ökosysteme - Theorie

Biotechnologie IV: Molekularbiologie *

Umweltbiologie V: Ökosysteme –

Praxis *

Biotechnologie V: Einführung in

biotechol. Verfahren – Downstream

Prozesse *

Umwelt- mikrobiologie

5 Auslandsstudiensemester

6 Auslandspraktikumssemester

Projekt I: Konzeption und Projektdesign

Projekt II: Labor- und

Freilandpraxis *

Biotechnologie VI: Methoden der

Technischen Mikro-biologie und der Bio-verfahrenstechnik *

Bachelor- thesis I

Bachelor- thesis II

7 Projekt I:

Konzeption und Projektdesign

Projekt II: Labor- und

Freilandpraxis * Umweltbiologie VI:

Praktischer Naturschutz

Bachelor- thesis I

Bachelor- thesis II

Option Industrie-Biologie, Option Umwelt-Biologie; * beinhaltet praktische Lehranteile

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 25: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB BSc 3

Zusätzliche Aktivitäten Zahlreiche weitere Veranstaltungen, die nicht Teil des Curriculums darstellen, wie Kompaktkurse, die von Kollegen der ISTAB-Partnerhochschulen abgehalten werden, Minisymposien, Teilnahme an wissenschaftlichen Tagungen und Treffen, Besuch von Firmen, Ausstellungen und wissenschaftlichen Messen, Exkursionen ergänzen das Programm. Für die Industriebiologie wurde 2004 ein Beirat gegründet. In ihn wurden vier Naturwissenschaftler aus der Biotechnologie-Industrie berufen. Das jährliche Treffen des Beirats wird als öffentliches Mini-symposium organisiert, bei welchem die Studierenden des Abschlusssemesters ihre Projekt-Arbeit vorstellen. Weiterhin wird seit dem WS 2005 ein Journal (Bremen Journal of Undergraduate Research in Biotechnology) herausgegeben, das online publiziert wird (www.biologie.hs-bremen.de). Hier werden Resultate von Projektarbeiten vorgestellt, aber auch Berichte von ISTAB-Absolventen, die ihre Arbeitssituation o. ä. beschreiben. Das Journal erscheint mindestens zweimal jährlich als Projekt der Studierenden des zweiten und des Abschlussjahres (ISTAB BSc). In diesem Journal können auch Projektarbeiten des Masterstudiums vorgestellt werden.

Partner ISTAB hat Partnerschaften mit einer Reihe von Universitäten in Frankreich (Université Victor Ségalen Bordeaux 2, Bordeaux, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Clermont-Ferrand, Clermont Université, Clermont-Ferrand), in England (University of Salford, Salford/Manchester), in den Niederlanden (Hanze University und Rijksuniversiteit (RUG), Groningen), in Schweden (University of Kalmar, Kalmar), in Spanien (Universidad de Almería, Almería) in Brasilien (Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) und Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFPRP), Recife) und in Oman (Sultan Gaboos University Muscat, Oman). Das ISTAB-Team hat zahlreiche persönliche Kontakte im Rahmen von Projekten und Partnerschaften mit der Industrie, mit Universitäten und Forschungs-zentren und mit Regierungs- and Nicht-Regierungseinrichtungen innerhalb und außerhalb Deutschlands.

Ein Masterprogramm für ISTAB Auf dem ISTAB Bachelor aufbauend wird das ISTAB-Master-Curriculum den Katalog der Methoden, die in der aktuellen Forschung der Biologie Anwendung finden, erweitern. Im Rahmen eines drei-semestrigen Studiums werden Studierende an ausgewählten Projekten wissenschaftliche Problem-lösungsstrategien erlernen. Das ISTAB-Masterprogramm ist gegenwärtig im Akkreditierungsverfahren. Es startet jeweils im Sommersemester.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 26: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB BSc 4

Kontakte

Hochschule Breme n Neustadtswall 30, D-28199 Bremen Tel: +49 (0)421-5905-0 Email: [email protected] Homepage: www.hs-bremen.de (Immatrikulationsamt) Internationaler Studiengang für Technische und Angewandte Biologie STAB Neustadtswall 27, D-28199 Bremen A. Verwold (Sekretariat ISTAB): Tel: +49 (0)421-5905-4249 (Mo, Di, Mi 09h00-13h00, Do 09h00-14h00) ISTAB Homepage: www.biologie.hs-bremen.de TiGer BioTec Homepage: www.praxis.biologie.hs-bremen.de Dr. Tilman Achstetter Dr. habil. Gerd Klöck Professor für Industrielle Mikrobiologie Professor für Bioverfahrenstechnik Studiengangsleiter ISTAB BSc / MSc Tel: +49 (0)421-5905-4266 Phone: +49 (0)421-5905-4267 Email: [email protected] Email: [email protected] Dr. Heiko Brunken Dr. Dietmar Zacharias Professor für Zoologie und Ökologie Professor für Angewandte und ökologische Botanik Tel: +49 (0)421-5905-4280 Tel: +49 (0)421-5905-4269 Email: [email protected] Email: [email protected]

Tilman Achstetter Oktober 2007

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 27: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB MSc 1

Internationaler Studiengang für Technische und Angewandte Biologie ISTAB (MSc) Hochschule Bremen

Profil Der Internationale Studiengang für Technische und Angewandte Biologie ISTAB (MSc) wird es Studierenden ermöglichen, im Rahmen eines dreisemestrigen Studiums ihre Wissensbasis in ver-schiedenen Bereichen der Biologie zu erweitern. Erfolgreiche Bewerber werden auf eine wissen-schaftlich ausgerichtete Tätigkeit in der freien Wirtschaft oder in öffentlichen Bereichen des Natur-schutzes und verwandten Gebieten vorbereitet. ISTAB wird auch die nötigen Grundlagen für ein Pro-motionsstudium schaffen. Die Entwicklung industrieller Mikroorganismenstämme, die marine Bio-technologie, und/oder die Ökologie aquatischer und terrestrischer Systeme stellen den biologischen Teil des Studienprogramms dar. Verpflichtend für jeden Studierenden ist ein Modul, welches sich mit der Mathematik für die Belange der Biologie befasst. Das Programm durchläuft derzeit den Gutachterprozess, um vom Akkreditierungsrat die Anerkennung zu erhalten. Dieser Prozess stellt sicher, dass das Curriculums den Anforderungen des nationalen wie des internationalen Arbeitsmarktes genügt. Er unterwirft ISTAB einer rigorosen Qualitätskontrolle, die die Studiendauer als Maß für den Erfolg der Arbeit von Unterrichtenden und Studierenden betrachtet.

Organisation Das Curriculum unterteilt sich in drei Semester, es beginnt am 1. März eines Jahres mit dem Sommer-semester. Jedes Semester ist in fünf Unterrichtseinheiten (Module) unterteilt. Mit einem Semester kann ein Student 30 Kreditpunkte erwerben entsprechend dem European Credit Transfer System (ECTS), das im Rahmen des Bologna Prozesses eingeführt wurde. Unterrichtssprache ist Deutsch (bei Bedarf kann sie auch Englisch sein), wissenschaftliche Literatur wird nahezu ausschließlich in Englisch sein. Von Bewerbern wird erwartet, dass sie in englischer Sprache Lesen und Schreiben können, Präsentationen werden in englischer Sprache durchgeführt.

Programm Das erste Semester macht die Studierenden mit fortgeschrittener Mathematik vertraut, wobei Statistik und Modellbildung eine wesentliche rolle spielen. Aus der Reihe der vier folgenden Kurse Industrielle Stammentwicklung, Marine Biotechnologie, Aquatische Ökologie, und Terrestrische Ökologie müssen mindestens zwei ausgewählt werden. Diese Kurse behandeln den theoretischen Hintergrund sowie grundlegende und fortgeschrittene Methoden der mikrobiellen Stammentwicklung im Zusammenhang mit der „Roten“ und der „Weissen“ Biotechnologie und mit der Entwicklung von Biokonversions-prozessen (einschließlich des „upstream“ und „downstream processing“) unter Nutzung von Mikroalgen. Im Rahmen der aquatischer Ökologie, des Fluss-Managements und der nachhaltigen

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 28: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB MSc 2

Landnutzung wird ein Studienprogramm offeriert welches sich an der europäischen Wasserrahmen-richtlinie und an der Europäischen Flora-Fauna-Habitat-Gesetzgebung orientiert. Stehen für die ersten beiden Module Industrie-Exkursionen mit auf dem Programm, so werden in den ökologischen Modulen Freiland-Exkursionen mit angeboten. Die Hochschule Bremen bietet in Zusammenarbeit mit kulturellen Einrichtungen entsprechender Länder, die hier in Bremen präsent sind, interessierten Studierenden die Möglichkeiten, ihre Kenntnisse in einer Reihe von Sprachen zu erweitern (Französisch, Spanisch, Portugiesisch um nur einige zu nennen). Das zweite Semester widmet sich der Projektarbeit. Teilnehmende Forschungsgruppen der Hoch-schule (oder externe Einrichtungen wie z.B. private Firmen) stellen Projekte zur Auswahl, die dann im Rahmen des Projektsemesters bearbeitet werden (auf Wunsch kann die Projektarbeit auch extern durchgeführt werden). Das Semester ist in fünf auf einander folgende Module gegliedert, jedes Modul schließt mit einer benoteten Prüfung ab. Im ersten Modul schreiben die Studierenden je einen Forschungsantrag (grant) für das Projekt ihrer Wahl. Dieser Antrag beinhaltet den allgemeinen Wissensstand, soweit es Originalarbeiten, aber auch Patente betrifft, den Stand der Technik und der Methoden sowie einen detaillierten Plan für die experimentelle Phase. In den sich anschließenden Modulen werden geeignete Methoden identifiziert bzw. entwickelt, standardisiert (validiert) und eingesetzt, um die im Antrag formulierten Hypothesen zum gewählten Projekt zu überprüfen. Das Projektsemester schließt mit der Erstellung eines schriftlichen Berichts und einer öffentlichen wissenschaftlichen Präsentation (Projektbericht und Präsentation in englischer Sprache). Das Abschlusssemester ist der Master-Thesis gewidmet. Sie kann, auf Wunsch, auf den (Vor-) Arbeiten des Projektsemesters aufbauen, damit ergibt sich die Möglichkeit, Projekte größeren Umfangs zu bearbeiten. Die Master-Thesis wird im Rahmen einer öffentlichen Veranstaltung präsentiert (Thesis und Präsentation in englischer Sprache).

ISTAB MSc Curr iculum

Semester

Module

1

Mathematik

Entwicklung Industrieller Stämme1

Marine Biotechnologie1

Aquatische Ökologie1

Terrestrische Ökologie1

2

Projekt I2: Forschungsantrag

Projekt II2: Methoden-entwicklung

Projekt III2: Methoden-

validierung o Projekt IV2: Methoden-

anwendungs Projekt V2: Bericht und Präsentation

3 Master Thesis Master Thesis Master Thesis Master Thesis Master Thesis

1 Aus der Reihe dieser vier Module müssen mindestens zwei ausgewählt werden. Werden weniger als vier gewählt, so können weitere Module aus Studien-Programmen der Hochschule Bremen genutzt werden. Weitere Angebote finden sich in ent-sprechenden Programmen der Hochschule Bremerhaven und der Jacobs University Bremen. Diese Wahlmöglichkeiten werden von der BioHanse koordiniert. Das Programm wird mit dem Studierenden diskutiert, es muss vom ISTAB-Prüfungsausschuss genehmigt werden. 2 Module folgen aufeinander.

Weitere Aktivitäten Zahlreiche weitere Veranstaltungen, die nicht Teil des Curriculums darstellen, wie Kompaktkurse, die von Kollegen der ISTAB-Partnerhochschulen abgehalten werden, Minisymposien, Teilnahme an wissenschaftlichen Tagungen und Treffen, Ausstellungen/wissenschaftliche Messen, Exkursionen ergänzen das Programm.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 29: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB MSc 3

Für die Industriebiologie wurde 2004 ein Beirat gegründet. In ihn wurden vier Naturwissenschaftler aus der Biotechnologie-Industrie berufen. Das jährliche Treffen des Beirats wird als öffentliches Mini-symposium organisiert, bei welchem die Studierenden des Abschlusssemesters ihre Projekt-Arbeit vorstellen. Weiterhin wird seit dem WS 2005 ein Journal (Bremen Journal of Undergraduate Research in Biotechnology) herausgegeben, das online publiziert wird (www.biologie.hs-bremen.de). Hier werden Resultate von Projektarbeiten vorgestellt, aber auch Berichte von ISTAB-Absolventen, die ihre Arbeits-situation o.ä. beschreiben. Das Journal erscheint zwei- bis dreimal jährlich als Projekt der Studie-renden des zweiten und des Abschlussjahres (ISTAB BSc). In diesem Journal können auch Projekt-arbeiten des Masterstudiums vorgestellt werden.

Partner ISTAB hat Partnerschaften mit einer Reihe von Universitäten in Frankreich (Université Victor Ségalen Bordeaux 2, Bordeaux Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Clermont-Ferrand, Clermont Université, Clermont-Ferrand), in England (University of Salford, Salford/Manchester), in den Niederlanden (Hanze University und Rijksuniversiteit (RUG), Groningen), in Schweden (University of Kalmar, Kalmar), in Spanien (Universidad de Almería, Almería) in Brasilien (Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) und Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFPRP), Recife) und in Oman (Sultan Gaboos University Muscat, Oman). Das ISTAB-Team hat zahlreiche persönliche Kontakte im Rahmen von Projekten und Partnerschaften mit der Industrie, mit Universitäten und Forschungs-zentren und mit Regierungs- and Nicht-Regierungseinrichtungen innerhalb und außerhalb Deutschlands.

Bremen Institut für die Praxis der Naturwissenschaften

Das Bremer Institut für die Praxis der Naturwissenschaften, gegründet im August 2006, bietet Kompaktkurse und Seminare zur extracurricularen Weiterbildung in berufsorientierten Befähigungen wie z.B. Einführung in fortgeschrittenes Projektmanagement oder Intellectual property (Patente, Licensing etc.).

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 30: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

ISTAB MSc 4

Kontakte

Hochschule Breme n Neustadtswall 30, D-28199 Bremen Tel: +49 (0)421-5905-0 Email: [email protected] Homepage: www.hs-bremen.de (Immatrikulationsamt) ISTAB Institut für Umwelt- und Biotechnik Neustadtswall 27, D-28199 Bremen A. Verwold (Sekretariat ISTAB): Tel: +49 (0)421-5905-4249 (Mo, Di, Mi 09h00-13h00, Do 09h00-14h00) ISTAB Homepage: www.biologie.hs-bremen.de TiGer BioTec Homepage: www.praxis.biologie.hs-bremen.de Dr. Tilman Achstetter Dr. habil. Gerd Klöck Professor of Industrielle Mikrobiologie Professor für Bioprozessentwicklung Studiengangsleiter ISTAB BSc / MSc Tel: +49 (0)421-5905-4266 Tel: +49 (0)421-5905-4267 Email: [email protected] Email: [email protected] Dr. Heiko Brunken Dr. Dietmar Zacharias Professor für Zoology und Ökologie Professor für Angewandte und ökologische Botanik Tel: +49 (0)421-5905-4280 Tel: +49 (0)421-5905-4269 Email: [email protected] Email: [email protected]

Tilman Achstetter, Oktober 2007

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 31: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

TiGer BioTec 1

A concept for real li fe education: TiGer BioTec – a virtual company Bremen Institute for Professional Training in Applied Life Sciences Hochschule Bremen - University of Applied Sciences

Biotechnology as a profess ion Society and economy in the 21st century is influenced more and more by biotechnology. Innovative economically successful processes and products result from cutting edge research activities in life sciences. People involved in industrial development in biotechnology not only need solid knowledge of the scientific basis of modern life sciences, they have to be familiar with the working conditions and regulations applicable working in the fields of pharmaceutical, food and feed, marine or fine chemicals industry. Furthermore they need experience in industrial project management but most importantly, they have to see their work always in the context of economics of markets. Most if not all curricula of (German) higher education in Life Sciences prepare their students for a career in basic research in the public domain, however most of their graduates will find positions in industry. This will leave the future employers (companies) with the need to properly introduce scientists to work in the industrial environment.

Concept of the virtual company There seems to be an obvious lack in biotechnology study programs. It is the goal of the virtual company TiGer BioTec to provide the framework for a professional training for scientists to work in the industrial environment. Those who whish to prepare themselves for a job in industry can be employees for a limited time of TiGer BioTec’s R&D department. This department is in charge of market and feasibility studies which include own laboratory work. Each course will be in charge of one specific project e.g. development of an innovative biotechnological product. Based on market studies, economical calculations, patent analyses and results of own experimental work participants have to produce decisive arguments for marketing the respective product. In the course of such a project participants of TiGer BioTec experience everyday situations in biotechnological industry. Emphasis at TiGer BioTec is put to teamwork, to dealing with limited resources (information-, time- and budget-wise), to planning and implementation, quality management, documentation and presentation. The extent of the work is such that it can be completed only by teamwork. Nevertheless each member of the team will have a clearly defined working package. TiGer BioTec was „founded“ in 2004 by two professors, Dr. Tilman Achstetter and Dr. habil Gerd Klöck of the University of Applied Sciences Bremen. They „direct“ the company with their longstanding personal experience resulting from their several years’ work in the biotech industry.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 32: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

TiGer BioTec 2

TiGer BioTec – proof of concept TiGer BioTec runs successfully since October 2004. Participants of TiGer BioTec are final year’s biotechnology students of the International Study Program for Industrial and Environmental Biology ISTAB BSc of the University of Applied Sciences Bremen. Projects dealt with innovative applications of industrial enzymes (polysaccharide degrading enzymes, phytases etc.). The projects are divided up in a scientific an, even more important economic data gathering-, a validation- and an experimentation phase. In the first part students are requested to do data mining on relevant literature including patents, to establish contact with companies and experts of scientific research labs, to carry out a market analysis, shopping for existing products, to work out a product specification (specification book), to build a webpage for the project. Furthermore they have to do a planning for a ten weeks period as precisely as possible employing the tools of professional project management. Regular meetings facilitate communication. The validation phase serves to work out standard protocols for experimentation and testing in the context of a quality management system (Standard Operation Procedures – SOPs, assay validation, establishing a GLP environment). During the experimentation phase validated methods are used to carry out the planned experiments Participants will prepare a final report and a presentation to the board of directors of TiGer BioTec. They will present a feasibility study on the economics of the product and process based on costs and markets analyses and experimental results.

TiGer BioTec – a tool for continuous learning You can participate:

- As a student from programs in the field of Life sciences - As a graduate with a bachelor’s or master’s degree - As above with profession experience

Though projects pursued with TiGer BioTec present all the elements of study projects, the concept of the virtual company might as well be employed outside of a given study program. TiGer BioTec is not linked nor limited to the training of students enrolled in a given program. Projects: Project proposals are kindly invited coming from industry (especially SMEs) and private and public research institutions. TiGer BioTec as a concept can be employed as a stand-alone measure of introductory or advanced education under the guidance of the Bremen Institute for the Professional Training in Applied Life Sciences. Do not hesitate to discuss your ideas and needs with the TiGer BioTec team.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 33: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

TiGer BioTec 3

Contacts

TiGer BioTec Homepage: www.praxis.biologie.hs-bremen.de Breme n Institute for Professional Training in Appli ed Li fe Sciences (directors) Dr. Tilman Achstetter Dr. habil. Gerd Klöck Professor of Industrial Microbiology Professor of Bioprocess Engineering Phone: +49 (0)421-5905-4267 Phone: +49 (0)421-5905-4266 Email: [email protected] Email: [email protected] Email: [email protected] Email: [email protected] Bio logy at the Univers ity of Applied Sciences Breme n International Study Program for Industrial and Environmental Biology ISTAB BSc / MSc University of Applied Sciences Bremen Neustadtswall 30, D-28199 Bremen, Germany www.hs-bremen.de / www.biologie.hs-bremen.de

Tilman Achstetter October 2007

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Page 34: BREMEN JOURNAL OF UNDERGRADUATE RESEARCH IN …€¦ · ihrer Präsentation. Die meisten der Absolventen nehmen die Möglichkeit war, ... used the laboratory of Dr. Sutherland K.

23

Impressum: Bremen Journal of Undergraduate Research in Biotechnology Editors: Dr. Tilman Achstetter ([email protected])

Dr. Gerd Klöck ([email protected]) Managing editor: Dr. Ing. Anja Noke ([email protected]) International Degree Course of Industrial and Environmental Biology ISTAB (B.Sc., M.Sc.) Bremer Institut für Praxis der Naturwissenschaften University of Applied Sciences Bremen Neustadtswall 30, D-28199 Bremen, Germany