Am Lehrstuhl werden Bachelor-Arbeiten nach Absprache vergeben. Bei Interesse an der Durchführung einer Bachelor-Arbeit auf den Gebieten:
sind Sie bei uns richtig. Bitte wenden Sie sich persönlich oder per email an Herrn Dr. Quentmeier oder an Prof. Dr. Kayser.
Am Lehrstuhl für Technische Biochemie der TU Dortmund wird folgende Master-Arbeit angeboten:
Dortmund, 10.12.2020
Identifizierung und Funktionsanalyse putativer Prenyltransferasen aus Helichrysum umbraculigerum
Hintergrund
Helichrysum umbraculigerum ist eine südafrikanische Pflanze, in deren Extrakten Verbindungen nachgewiesen wurden, die eine Strukturähnlichkeit zu Cannabigerolsäure besitzen. Neben Cannabis sativa, Radula marginata und Rhododendronarten ist es damit eine der wenigen Pflanzen, die Phytocannabinoide produzieren kann. Die Identifizierung der an dem Biosyntheseweg beteiligten Enzyme, ist für das tiefere Verständnis der Synthese essentiell und für potentielle biotechnologische Anwendungen von großem Interesse.
Aufgabenstellung
Bisher ist nicht beschrieben welche Proteine an der Katalyse der nachgewiesenen Verbindungen beteiligt sind, deshalb soll sich die Masterarbeit mit der Analyse von in silico vorhergesagten Sequenzen aus dem Helichrysum Genom und Transkriptom beschäftigen. In den bioinformatischen Vorhersagen wurden Kandidatengene bestimmt, die nun experimentell auf ihre Beteiligung an der Phytocannabinoidsynthese überprüft werden sollen.
Methoden
Die Sequenzen von putativen Prenyltransferasen sollen amplifiziert, exprimiert und in Enyzmassays auf ihre Funktionalität analysiert werden. Dafür sollen RNA Extraktionen aus Pflanzenmaterial, molekularbiologische Arbeiten für Expression in Escherichia coli und/oder Saccharomyces cerevisiae, Proteinaufreinigungen und die Anwendung enzymatischer Tests im Umfang dieser Arbeit durchgeführt werden. Optional können analytische Methoden zur Quantifizierung von Verbindungen (HPLC, High-performance-liquid-chromatographie) und deren qualitativer Analyse (MS, Massenspektrometrie) erlernt werden.
Anforderungen
Kenntnisse der Grundlagen molekularbiologischer Methoden, der sterile Umgang und das Arbeiten mit Mikroorganismen sowie ein hohes Maß an Selbstständigkeit sind Grundvoraussetzungen für die Masterarbeit. Die Abschlussarbeit soll in Englisch angefertigt werden.
Bewerbungen auf diese Ausschreibung bitte an M. Sc. Sophie Thomsen-Schmidt (sophie.thomsen-schmidt@tu-dortmund.de) mit Prof. Dr. Dr. h. c. Kayser im cc (oliver.kayser@tu-dortmund.de) senden. Die Bewerbung sollte eine Beschreibung des bisherigen Studienverlaufs mit Angabe vorhandener Grundkenntnisse und eine kurze Begründung für die Motivation beinhalten.
Bei weiteren Fragen können diese gerne an Frau Thomsen-Schmidt gestellt werden.
Am Lehrstuhl für Technische Biochemie der TU Dortmund wird folgende Master-Arbeit angeboten:
Dortmund, 24.11.2020
Entwicklung eines Assay-Systems zur Quantifizierung von Cannabigerolsäure
Hintergrund
Cannabinoide isoliert aus Cannabis sativa L. haben im Laufe der letzten Jahrzehnte zunehmend an Bedeutung in der medizinischen Anwendung gewonnen. Aufgrund der rechtlichen Grundlage ist die Isolation aus Pflanzen sehr aufwendig und kostspielig, so dass biotechnische Alternativen herangezogen werden. Der Lehrstuhl Technische Biochemie beschäftigt sich mit der Produktion von Cannabinoiden in Saccharomyces cerevesiae. Ein wichtiger Punkt dabei ist das sogenannte Protein engineering. Bei einem rationalen Design werden mit Hilfe von bioinformatischen Tools Proteinvarianten vorhergesagt, die auf verschiedenen Ansätzen die Proteinfunktion optimieren. Um die Proteinvarianten parallel und so effizient wie möglich zu evaluieren, werden bevorzugt High-Throughput Screening Systeme verwendet.
Aufgabenstellung
In dieser Arbeit soll ein High-Throughput Screening System für eine Prenyltransferase erarbeitet werden. Dieses System soll auf der Detektion von Diphosphat als Abspaltungsprodukt der enzymatischen Reaktion basieren. Durch weitere enzymatische Umwandlungen kann Diphosphat durch ein Lumineszenz-Signal quantifiziert werden.
Methoden
Der Hauptteil dieser Arbeit wird im Bereich der Methodenentwicklung stattfinden, bei dem durch Schritt für Schritt Aufbau ein robustes Screening System durch eigene Ideen aufgebaut werden soll. Hierbei wird ein Luminometer Verwendung finden. Durch eine Anwendung auf enzymatische Reaktionen in S. cerevisiae werden zusätzlich Erfahrungen im mikrobiologischen Feld in Hinsicht auf die Kultivierungen von Hefen gesammelt. Auch analytische Qualifikationen wie z. B. der Umgang mit der HPLC (High-performance-liquid-chromatography) werden durch diese Arbeit erlernt.
Anforderungen
Bereitschaft und Interesse an der Methodenentwicklung und Kenntnisse im Umgang mit mikrobiologischen Organismen sollte vorhanden sein. Eine hohe Motivation für selbstständiges Arbeit ist eine Grundvoraussetzung. Zudem muss die Abschlussarbeit auf Englisch verfasst werden, so dass hohes Level an Sprachkenntnissen vorausgesetzt wird.
Bewerbungen auf diese Ausschreibung werden an M. sc. Saskia Spitzer (saskia.spitzer@tudortmund.de) mit Prof. Dr. Dr. h. c. Kayser im cc (Oliver.Kayser@tu-dortmund.de) gesendet inklusive eines Motivationsschreiben und einer kurzen Beschreibung des Studienhintergrundes und vorhandener Grundkenntnisse. Bei weiteren Fragen können diese gerne an Frau Spitzer weitergeleitet werden.
Am Lehrstuhl für Technische Biochemie der TU Dortmund wird folgende Master-Arbeit angeboten:
Dortmund, 05.11.2020
Genomics and Transcriptomics in heterologously-transformed Cannabinoid-producing Saccharomyces cerevisiae
About the project
In recent decades, research and pharmacological-use of Cannabis sativa has exploded in popularity due to relaxation of prohibition in many countries around the world. This has created a global demand for cannabinoids and resulted in the development of a lucrative global industry. Traditional cultivation of cannabis has proved to be problematic at industrial scale for many reasons. Most notably, in the past year, Canada and the United States saw that cannabis-supply far exceeded its demand and responded by destroying crops and exporting product at deflated prices. Such problems have destabilized the cannabis market and caused investors to lose money. The cannabis industry could therefore benefit from having an instantaneous-system of cannabinoid production that can be done with a scalable and inexpensive process such as fermentation by microorganisms. The chair of Technical Biochemistry researches, designs and engineers cannabinoid biosynthesis-processes in heterologous-strains of Saccharomyces cerevisiae. We are searching for a Master’s student with an interest in genomics and bioinformatics to assist in research of integrated -omics (genomics, transcriptomics, metabolomics) of our heterologous strains. This research will optimize cannabinoid-bioproduction by characterizing the impact of genetic engineering on transcriptional- and metabolic- regulation.
Proposed methods:
This work will involve wet- and dry-bench methods using an Oxford Nanopore MinION Mk1C to sequence the genome and the transcriptome of S. cerevisiae. Wet bench methods include cell cultivation, DNA extraction, RNA extraction, cDNA library preparation, targeted-PCR and q-RT-PCR, and Oxford Nanopore sequencing. The student will then help to assemble the genome, identify homologs and annotate genes, and compile transcriptomic data. The student should be prepared to research their own methods as appropriate and collaborate with their supervisor on method implementation.
Qualifications:
A successful student will have a strong background in practical microbiology (aseptic technique, media preparation) and good working-knowledge of cellular and molecular biology. The student should be technologically literate and have aptitude for data-science/bioinformatic analysis. Supervision will be provided 100% in English and the thesis must be drafted in English. Strong communication skills are compulsory.
Career:
Cell-based systems engineering is not only for those interested in the cannabis industry. Outside of the cannabis-space, pharmaceutical and chemical companies are increasingly investing in biologics-portfolio development for drugs, polymers, agro-chemicals, and biofuels. The project will be of-interest to those who want to pursue a career in biotech, ag-tech, biochemistry, molecular biology, genetics, bioinformatics, or fermentation sciences.
Contact: Erin Jordan, M.Sc. Erin Jordan, Professor Oliver Kayser (please cc Oliver Kayser)
Applicants are encouraged to send a letter of motivation including a short description of their background and qualifications. Please contact Ms. Jordan with further questions.