gastles op vwo over systeembiologie en biomedische technologie aan de tu/e
DESCRIPTION
Introduction lesson for high-school students about Systems Biology and Biomedical Engineering at TU/e. In Dutch.TRANSCRIPT
gastles
SysteembiologieNatal van Riel
Systeembiologie en Metabole ZiektenTechnische Universiteit EindhovenFaculteit Biomedische Technologie
/ biomedical engineering 12-04-2023
Even voorstellen
Natal van Riel• 1995 Elektrotechniek, TU/e, BSc• 1995 Systeem en Regeltechniek, TU/e, MSc• 1996-1999 Unilever Research, Vlaardingen, Biotechnologie• 2000 Molecular Cell Biology, U. Utrecht, PhD• 2000 ASML, Veldhoven, Control Systems • 2001 Elektrotechniek, TU/e, Bioregulatie• 2006 Biomedische Technologie, TU/e, Systeembiologie• 2010 Instituut voor Complexe Moleculaire Systemen, TU/e• 2012 Biomedische Technologie, TU/e, Systeembiologie en
Metabole Ziekten
PAGE 2
LinkedIn http://nl.linkedin.com/pub/natal-van-riel/2b/666/159 Twitter @nvanriel, http://twitter.com/nvanriel SlideShare http://www.slideshare.net/natalvanriel
/ biomedical engineering 12-04-2023
Overzicht
• Technische Universiteit Eindhoven
• Moleculaire basis van gezondheid en ziekte
• Metabolisme en metabole ziekten
• Systeembiologie
• Zelf aan het werk
• Biomedische Technologie @ TU/e
PAGE 3
/ biomedical engineering PAGE 412-04-2023
Technische Universiteit Eindhoven
/ biomedical engineering 12-04-2023
http://nl.wikipedia.org/wiki/Technische_Universiteit_Eindhoven
• Technische Universiteit Eindhoven
• Systeembiologie
• Biomedische Technologie @ TU/e
• Aan het werk
PAGE 5
/ biomedical engineering 12-04-2023
http://www.tue.nl/universiteit
PAGE 6
/ biomedical engineering 12-04-2023
9 faculteiten
• Biomedische technologie• Bouwkunde• Electrical engineering• Industrial design• Industrial Engineering & Innovation Sciences• Scheikundige technologie• Technische Natuurkunde• Werktuigbouwkunde• Wiskunde & Informatica
PAGE 7
Bouwkunde
Scheikundige technologie
Technische Natuurkunde
Industrial Design
Electrical Engineering
Biomedische technologie
Werktuigbouwkunde
Industrial Engineering & Innovation Sciences
Wiskunde & Informatica
/ biomedical engineering PAGE 812-04-2023
Moleculaire basis van gezondheid en ziekte
/ biomedical engineering PAGE 904/12/2023
DNA, de basis voor de moleculaire biologie van gezondheid en ziekte
• DNA is composed of four basic molecules (nucleotides), which are identical except that each contains a different nitrogen base
• Each nucleotide contains phosphate, sugar (of the deoxy-ribose type) and one of the four bases: Adenine, Guanine, Cytosine, and Thymine (usually denoted A,G,C,T)
• 4 letter code encodes 20 amino acids
Chromosome
Encodingregion Gregor Mendel
(1822-1884)
1 t
urn
= 1
0 b
ase
pa
irs =
3.4
nm
2 nanometers
Nature April 25, 1953: James Watson and Francis Crick's classic
paper that first describes the double helical structure of DNA.
/ biomedical engineering 12-04-2023
Menselijk genoomproject
• Het bepalen van alle ca. 3 miljard baseparen in het menselijk genoom (eerste ruwe versie in 2000)
• Alle genen in deze sequenties te identificeren (gaat nog steeds door)
• Eén van de meest verrassende uitkomsten van het menselijk genoomproject was het relatief veel geringere aantal genen dat werd aangetroffen: slechts ca 20.000-25.000, terwijl voor die tijd schattingen van meer dan het dubbele aantal circuleerden
• De menselijke basenparenvolgorde is opgeslagen in databases en via het internet toegankelijk. Voor het raadplegen zijn speciale computerprogramma's ontwikkeld (bioinformatica)
PAGE 10
Craig Venter Collin Francis
/ biomedical engineering 12-04-2023
Je eigen genoom
voor $99 (~€72)
PAGE 11
/ biomedical engineering 12-04-2023
Genomica en meer
PAGE 12
?
• Er kunnen meer (moleculaire) gegevens van patienten worden verkregen dan ooit eerder mogelijk is geweest
• Maar hoe kunnen we die data optimaal gebruiken voor diagnose, behandeling en preventie?
• Wat: ‘Personalized Medicine’• Hoe: Systeembiologie (Systems Medicine)
/ biomedical engineering PAGE 1312-04-2023
Metabolisme en metabole ziekten
/ biomedical engineering 12-04-2023
Overgewicht en obesitas (1981-2010)
PAGE 14
BMI (body mass index): = gewicht van de persoon (in kilogram) gedeeld door het kwadraat van de lengte (in meter)
www.zorgatlas.nl
Ernstig overgewicht (obesitas, BMI>30)
Overgewicht (BMI>25)
/ biomedical engineering PAGE 1512-04-2023
Diabetes
/ biomedical engineering 12-04-2023
Metabool Syndroom (MetSyn)
• Relatie tussen ongezonde (Westerse) levensstijl, overgewicht en diabetes
• Een grote buikomtrek, en daarnaast twee of meer van de volgende elementen aanwezig zijn: • Hoge bloeddruk• Te veel bloedvetten: het triglyceridengehalte is verhoogd• Te hoog LDL-cholesterol (het ‘slechte’ cholesterol)• Verhoogde nuchtere bloedsuikerspiegel of diabetes type 2
PAGE 16www.resolve-diabetes.org
Een taille is bij vrouwen te groot als het meer is dan 80 cm. Bij mannen is de grens 94 cm.
/ biomedical engineering 12-04-2023
Energie metabolisme
PAGE 17
http://www.youtube.com/watch?v=K_JFBxRBe9Q
/ biomedical engineering 12-04-2023
Metabole Pathways (reactiepaden)
• Een reeks stofwisselingsprocessen in het inwendige van een cel onder invloed van enzymen
• Enzymen doen dienst als katalysator
• Het eerste ontdekte metabole reactiepad is glycolyse
PAGE 18
/ biomedical engineering 12-04-2023
Metabole Netwerken
PAGE 19
/ biomedical engineering PAGE 2012-04-2023
Dynamica
24h CGMS
/ biomedical engineering 12-04-2023
Veranderingen in metabole reactie snelheden
PAGE 21
Flux: omzettingssnelheid van moleculen door een metabole route
/ biomedical engineering PAGE 2212-04-2023
Gespierde wiskunde
/ biomedical engineering 12-04-2023
Technologie om te rekenen
• Wiskundige modellen• differentiaalvergelijkingen
• Numeriek oplossen• simulatie
PAGE 23
/ biomedical engineering PAGE 2412-04-2023
Zelf aan het werk
/ biomedical engineering 12-04-2023
Een dynamisch model simuleren
• Model: grootte van een populatie (geschaald tussen 0 en 1)
• Variabele x• Parameter r
• Rekenhulpmiddel: Excel
• Zie handout
PAGE 25
2( 1) ( ( ) ( ) )x k r x k x k
/ biomedical engineering PAGE 2612-04-2023
Wat is BMT?
/ biomedical engineering 12-04-2023
Biomedische Technologie (BMT) is niet:
• Arts worden• Het ‘bouwen’ van medische apparaten
PAGE 27
/ Biomedische Technologie 12-04-2023
Biomedische Technologie is wel:
PAGE 28
• Technologische oplossingen om diagnose, behandeling en preventie te verbeteren
Chemistry / Biology Medicine
Imaging / CAID
Modelling
12-04-2023
Majors: BMT / MWT
/ Biomedische Technologie
Biologie Wiskunde NatuurkundeScheikunde Informatica
BMT MWT
PAGE 29
• BMT: BioMedische Technologie• MWT: Medische Wetenschappen en Technologie
• Eerste jaar veel overlap, switchen mogelijk• Voor beiden géén loting
12-04-2023
Majors: BMT / MWT
Toelatingseisen, VWO• N&T profiel• Alle andere profielen, met WisB en Nat
/ Biomedische Technologie PAGE 30
12-04-2023
Na de Bachelor
/ Biomedische Technologie
• Na de bachelor (basis) kies je een master (verdieping)• Daarna ingenieur
PAGE 31
Biomedische Technologie Medische Wetenschappen en Technologie
Biomedical Engineering
Medical Engineering
Arts-Onderzoeker
Andere master
Bachelor 3jr.
Master (2 jr.)
Arts-Onderzoeker
12-04-2023
Meer weten?
• www.tue.nl/bmt www.tue.nl/studeren
• Open dagen: • 14 & 15 Maart 2014
• Meeloopdag met 1ejaars student BMT• aanmelden via www.tue.nl/meeloopdag
/ Biomedische Technologie
Bezoek ons
Verken de website
Mail ons
Doe mee
PAGE 32
/ biomedical engineering 12-04-2023
Tot ziens in Eindhoven…
PAGE 33