Studieretningsprojekt på Nano-Science Center

Har du lyst til at skrive en SRP ud over det sædvanlige, og elsker du naturvidenskab i enhver form? Så tilbyder vi i år 30 praktikpladser på Nano-Science Center, hvor du har muligheden for at skrive din SRP. Emnet er analysering af proteinet CRISPR-cas12a, der optimerer genredigering betragteligt. Til dette vil der indgå både fysiske, kemiske og selvfølgelig bioteknologiske perspektiver.

Sammen med de andre praktikanter vil du blive hjulpet sikkert igennem, teori, databehandling og anvendelsesmuligheder samtidig med, at du får indblik i, hvordan det er at studere naturvidenskab på en videregående uddannelse.

CRISPR og FRET

CRISPR cas12a
Tegning af CRISPR-cas12a. To fluorophorer er påsat (grøn og rød) for at man kan undersøge proteinet vha. FRET.

I de seneste år er der kommet stort fokus på teknologier der kan ændre på den genetiske kode som vi alle består af. Dette kan fx bruges til at ændre organismers egenskaber alt lige fra genmodificerede fødevarer til at helbrede genetiske sygdomme. En af de nyeste teknologier til at gøre dette er CRISPR-cas12a, et protein der kan klippe i DNA med særdeles høj nøjagtighed. For at kunne identificere det præcise sted i den lange DNA sekvens der skal klippes, benytter proteinet et stykke RNA (kaldet guide RNA eller crRNA) som en form for ’skabelon’, der fortæller præcis hvor CRISPR-proteinet skal klippe. Disse guide RNA sekvenser kan let designes i et laboratorie, så man således kan kontrollere denne molekylære saks.

Læs meget mere om princippet bag CRISPR lige her: https://www.biotechacademy.dk/undervisning/gymnasiale-projekter/crispr-cas9/

For at kunne bruge en teknologi som CRISPR-cas21a, må man være helt sikker på præcis hvor og hvordan proteinet virker. For at undersøge dette har forskere fra Københavns Universitet bla. brugt metoden Förster Resonance Energy Transfer som i daglig tale kaldes FRET og et TIRF (total internal reflection fluorescence) mikroskop. Det er en metode hvor man vha. to kemiske farvestoffer kaldet fluorophorer kan observere hvordan molekylet bevæger sig. Ved at skyde en laser ind på den ene fluorophor vil man tilføre energi og fluorophoren exciteres. Noget af denne overskydende energi kan nu overføres til den anden fluorophor via en såkaldt non-radiativ energioverførsel. Denne energioverførsel er afstandsafhængig, og derfor kan man ved at kigge på mængden af fluorescens fra hhv. grøn og rød fluorophor sige noget om afstanden mellem de to farvestoffer.

FRET
Princippet bag FRET. a: Jablonski diagram der viser hvordan energi overføres fra et donor-molekyle til et acceptor-molekyle. b: Emissions-spektrum for et såkaldt FRET-par.

Fagkombinationer

På grund af covid-19 kan vi desværre ikke tilbyde at man kan komme ind og lave forsøg. I stedet kan vi tilbyde et online SRP forløb, hvor man vil få tilsendt noget data fra et rigtigt FRET-forsøg på CRISPR-cas12a. Dette data skal man selv analysere og ud fra resultaterne kan man opsætte en model for hvilken mekanisme CRISPR-cas12a klipper i DNA. Forløbet egner sig til de naturvidenskabelige fag; bioteknologi, kemi og fysik, men det vil også være muligt at kombinere med andre fag.

Idéer til fokusområder i forskellige fag:

Bioteknologi: Her kan der fokuseres på selve genteknologien bag CRISPR-cas12a. CRISPR-teknologien stammer fra en prokaryot mekanisme, hvilket ville være oplagt at inddrage til bioteknolgi. Man kan også inddrage etikken bag brugen af genteknologi, eller sammenligne med andre former for genteknologi som måske allerede er i brug.

Kemi: Her kan der fokuseres på hvordan FRET og i særdeleshed fluorophorerne bruges i praksis. En fluorophor er typisk et lille organisk molekyle som har den egenskab at det kan fluorescere. Man kan komme ind på syntesen af disse farvestoffer, hvordan de påsættes det protein man gerne vil undersøge (fx click kemi), og hvilke egenskaber de har.  

Fysik: Her kan der fokuseres på hvordan TIRF mikroskopet virker, og hvordan det er muligt at kunne ’se’ enkelte molekyler i nanometer størrelse. Desuden kan der fokuseres på den energioverførsel der sker i FRET. Man kan regne på hvor meget energi der overføres, og hvilke faktorer der spiller ind på energioverførslen (fx quantum yield). Ydermere kan man fokusere på databehandlingen, hvor man kan inddrage en del matematik og statistik.

Hvis man har en alternativ vinkel på projektet, bedes man tilføje en uddybende beskrivelse under bemærkninger i ansøgningsformularen.

Tidspunkt

Datoerne vil for 2021 være d. 1. - 3. marts.

Forudsætninger og ansøgning

Eftertilmelding er i gang du vil få svar hurtigst muligt efter ansøgning.

Når du er blevet optaget, forventer vi at du har sat dig godt ind i emnet på forhånd, samt hvad nanoscience handler om. Der vil blive sendt relevant materiale ud, som vi også forventer du læser på forhånd. 

FAQ

  • Kan jeg deltage hvis jeg læser på HF eller HTX?

Ja. Hvis du har et lignende forløb, kan du ansøge om en af pladserne.

  • Kan I på KU hjælpe mig med problemformuleringen af min SRP?

Nej! Problemformulering er alene en sag mellem dig og din gymnasielærer.

  • Vil der være laboratoriearbejde?

Nej! Grundet Covid-19 vil alt foregå online og vi kan desværre ikke lave laboratoriarbejde online.

  • Kan jeg få information om bacheloruddannelsen i nanoscience, mens jeg laver SRP på Nano-Science Center, Københavns Universitet?

Ja! Forløbet er udarbejdet og gennemført sammen med nuværende Nanoscience studerende, der vil kunne fortælle dig om uddannelsen.

      • Jeg har et spørgsmål, der ikke er besvaret i denne FAQ. Hvad gør jeg?

      Send dit spørgsmål til Tine Buskjær Nielsen (tinebuskjaer@nano.ku.dk).

      Ansøgningsformular

      Tryk her for at ansøge om at skrive dit studieretningsprojekt i samarbejde med Nano-Science Centeret.