DNA-labs | DNA-lab dag 2017
16534
page-template-default,page,page-id-16534,ajax_fade,page_not_loaded,,vertical_menu_enabled,side_area_uncovered_from_content,qode-child-theme-ver-1.0.0,qode-theme-ver-9.1.3,wpb-js-composer js-comp-ver-4.11.2.1,vc_responsive
 

DNA-lab dag 2017

Vrijdag 7 april

Beste docenten, docenten in opleiding en TOA’s,

Op vrijdag 7 april 2017 organiseren de Reizende DNA-labs voor een vijfde maal een landelijke DNA-Lab dag in het congrescentrum Reehorst te Ede. Naast het kennis maken met de Reizende DNA-labs, kunt u kiezen uit een ruim programma van praktische, didactische en inhoudelijke workshops. De kosten bedragen 75 euro. Docenten in opleiding kunnen deelnemen tegen een gereduceerd tarief á 50 euro. De inschrijving is gesloten, voor vragen mail naar: info@dnalabs.nl

Deze dag is mogelijk gemaakt door:

Het programma ziet er als volgt uit:

09:15 – 09:45     Ontvangst in congrescentrum De Reehorst te Ede
09:45 – 10.00     Welkomstwoord door Dr. Celia van Gelder van Dutch Techcentre for Life Sciences
10:00 – 10:45     Plenaire lezing: ‘Unlocking the potential of biology for patients’ door Ilse van Hensbeek, MD, Senior Manager Medical Development
11:00 – 12:15      Workshop ronde 1
12:30 – 13:15      Lunch
13:30 – 14:45     Workshop ronde 2
15:00 – 15:45     Plenaire lezing: ‘Binnen EN Buiten de cel telt’ door Prof. dr. Mathieu Noteborn van Universiteit Leiden
15:45 – 16:45     Borrel

Workshops

Wat vertelt een DNA-spoor over de leeftijd van een verdachte?

Inhoudelijke en praktische workshop door Prof. dr. A.D. Kloosterman van het Nederlands Forensisch Instituut en Universiteit van Amsterdam

Uit de chemische samenstelling van het DNA is een epigenetisch profiel af te leiden. Dit profiel is aan verandering onderhevig en verschilt per leeftijd. Een innovatieve onderzoeksmethode maakt het tegenwoordig mogelijk om aan de hand van DNA de leeftijdscategorie van een verdachte te achterhalen. Deze informatie kan van groot belang zijn voor een opsporingsonderzoek.

In deze sessie gaan we in op de interpretatie en toepassing van epigenetisch DNA-onderzoek binnen het forensische werkveld. Deelnemers komen alles te weten over forensisch DNA-onderzoek; de variatie tussen individuen, verouderingsveranderingen en de epigenetische DNA analyse.

Tijdens onze DNage-bingo beslissen de deelnemers aan de hand van een fictieve strafzaak of ze wel of geen inzicht willen krijgen in de leeftijd van een verdachte. Mogelijkheden en grenzen van de DNA leeftijdsbepaling binnen de strafrechtsketen worden hiermee verkend.

Genetisch testen via 23andMe.com

Inhoudelijke en praktische workshop door dr. Terry Vrijenhoek (UMC Utrecht) en Elianne Gerrits (student BMW)

Een genetische test kan veel nuttige informatie geven. Zo kan bijvoorbeeld vastgesteld worden of je drager bent van een erfelijke ziekte. Vroeger werden deze tests enkel uitgevoerd in academische ziekenhuizen onder begeleiding van een klinisch geneticus, maar het laatste decennium is er een nieuwe vorm van genetisch testen in opkomst. Deze zogenaamde direct-to-consumer DNA-testen bieden testen aan die iedereen thuis uit kan voeren. Je stuurt je DNA op naar het bedrijf om vervolgens informatie terug te krijgen over bijvoorbeeld afkomst en erfelijke eigenschappen, maar ook over de kans op het ontstaan van erfelijke ziektes zoals kanker.

Wat is eigenlijk de betrouwbaarheid van deze commerciële genetische testen? En moet je als consument wel willen weten wat er allemaal in je DNA geschreven staat? Tijdens deze workshop vertelt dr. Terry Vrijenhoek, wetenschapper uit het UMC Utrecht, over zijn persoonlijke ervaring met het doen van een commerciële DNA-test via 23andMe.com.  Vervolgens maken we de vertaalslag naar de klas. Elianne Gerrits (masterstudent Biomedische Wetenschappen) en Ragna Senf (voormalig DNA-lab coördinator) hebben op basis van zijn ervaringen een afsluitende module gemaakt. Deze module is ook geschikt voor leerlingen die het DNA-lab niet gedaan hebben. Samen met Elianne duiken jullie in de DNA-gegevens van Terry en discussiëren jullie over de waarde van commerciële genetische testen.

Scheikunde kan elke taalbarrière omzeilen

Didactische workshop door Prof. dr. Lies Bouwman en Prof. dr. Mathieu Noteborn van Universiteit Leiden

College scheikunde geven aan een groep scholieren in de leeftijd van 10 -12 jaar, is dat mogelijk? Mmm, lastig. College scheikunde geven aan een groep scholieren (tussen 12 – 17 jaar) met 10 verschillende talen, is dat mogelijk? Ja, natuurlijk, in het Engels, is de eerste gedachte. Maar wat als ze geen Engels spreken en het Nederlands maar mondjesmaat beheersen? In het Junior Science Lab van de Universiteit Leiden hebben we deze uitdagingen aangepakt. Wij zullen laten zien hoe we met eenvoudige middelen scholieren van verschillende achtergronden en niveaus kunnen uitdagen met een college scheikunde. In deze workshop gaan jullie in kleine teams de uitdaging aan om met aantrekkelijke en aansprekende voorbeelden onze vaktaal begrijpelijk te maken voor andere doelgroepen.

Genetica voor de Toekomst

Praktische workshop door MSc Hienke Sminia van LeveDNA

Het is 2025. Je neefje Lars van acht blijkt een talentvol voetballer te zijn. Hij mag meedoen aan een selectiejaar bij de jeugd van Ajax. Maar voor hij zijn eerste training bij Ajax krijgt wordt aan Lars’ ouders gevraagd  of ze toestemming geven om DNA op te sturen van Lars. Met dat DNA kan Ajax een gentest uitvoeren om de toekomstige sportcapaciteiten van Lars in kaart te brengen.

Met bovenstaande casus start de lesboekvervangende module Genetica van de Toekomst.  De module kenmerkt zich door het aansluiten op moderne vraagstukken in de genetica, de koppeling tussen erfelijkheid en moleculaire genetica, en veel actieve werkvormen.

Er is gekozen om te starten met een aansprekend en realistisch toekomstscenario: gentesten om sportprestaties in kaart te brengen. Is dit toekomstmuziek of zijn we al daadwerkelijk zo ver? Voordat leerlingen hier goed over kunnen oordelen gaan ze eerst in op de basis van erfelijke eigenschappen en hoe die erfelijkheid werkt. Ze starten bij hun eigen lichaamslengte en concluderen na afloop van een tum-tum-practicum dat de meeste eigenschappen multifactorieel zijn: oftewel meerdere genen en de omgeving spelen een rol in het uiteindelijke resultaat. CF, dragerschapstesten, gekruiste katten, risicogenen, gentesten en NIPT passeren de revue in de lesmodule. De drie modellen van monogeen, polygeen en multifactorieel bieden een houvast in de complexe genetica. Tijdens deze workshop voeren we onderdelen van de lesmodule uit en kun je zelf ervaren of de aanpak wat is voor jouw erfelijkheidsonderwijs.

CRISPR/Cas9: dé doorbraak in genoom modificatie

Praktische workshop door ir. Nadine Bongaerts en  ir. Eva Brinkman van Biotecture

CRISPR/Cas9 is een veelbesproken onderwerp, zowel in de wetenschap als in de media. Biologisch gezien is CRISPR/Cas9 het het immuunsysteem van bacterie, maar wetenschappers hebben dit systeem gebruikt en aangepast tot een zeer precieze techniek om een genoom te veranderen. Het is een grote doorbraak in de biowetenschappen die zowel gejuich als opspraak met zich heeft meegebracht. Het is sneller, goedkoper en gemakkelijker dan eerdere technieken om DNA te bewerken. Met deze technologie wordt momenteel volop geëxperimenteerd en gebruikt om o.a. genetische ziekten te bestrijden, nieuwe gewassen te ontwikkelen of proefdiermodellen te verbeteren. Maar aan de andere kant wordt er door sommigen gevreesd dat het toepassen van de techniek ‘te ver’ gaat. Onderzoekers en bedrijven zien namelijk ook mogelijkheden om het menselijk genoom aan te passen en te ‘verbeteren’. Hoe werkt CRISPR/Cas9 precies? Is het veilig? Welke toepassingen kunnen we verwachten en welke ethische vragen spelen rondom deze techniek?

Tijdens deze masterklas leert u hoe het genetisch ontwerp van een CRISPR/Cas9 in elkaar steekt. Aan de hand van een wetenschappelijke case, zult u zelf ervaren hoe CRISPR / Cas9 een uitkomst kan bieden voor een genetisch defect dat blindheid veroorzaakt. Bovendien zullen de bovengenoemde vragen en ethische afwegingen ter discussie worden gesteld.

We staan nog maar aan het begin van een CRISPR/Cas9 tijdperk, maar de wetenschap gaat razendsnel vooruit. In deze workshop wordt u meegenomen in de nieuwste technieken op het gebied van genoom modificatie. Na deze masterklas bent u in staat om  het mechanisme achter CRISPR/Cas9 aan uw leerlingen uit te leggen en mogelijkheden van de techniek te bespreken in de klas.

Moleculaire genetica visualiseren met de DNA-stempelset

Praktische workshop door Caspar Geraedts van Universitaire Lerarenopleiding Vrije Universiteit van Amsterdam

Moleculair genetische processen zoals replicatie, eiwitsynthese en DNA-methylering zijn voor leerlingen behoorlijk abstract. De plaatjes en procesdiagrammen in het lesboek en in BINAS geven wel enig houvast, maar zorgen soms ook voor verwarring door een overdaad aan informatie en combinatie van verschillende vormen van verbeelden in één diagram (structuurformules, pijlen, tekeningetjes). Maar het kan anders.

In deze workshop gaan we aan de slag met een aantal zogenoemde uitbeeldpractica: werkvormen waarbij leerlingen met tastbaar materiaal zélf biologische structuren en processen uitbeelden. We gaan DNA stempelen, we houden een wedstrijdje eiwitsynthese, en we onderzoeken de werking van het enzym DNA-methyltransferase. Het uitbeelden is natuurlijk geen doel op zich; het gaat erom dat dergelijke werkvormen tot krachtige leerervaringen kunnen leiden. Ten eerste kunnen leerlingen het ‘practicum’ namelijk alleen doen als ze de onderliggende concepten goed beheersen. Regelmatig komen leerlingen er tijdens het doen achter dat ze nog niet precies begrepen hadden hoe nou écht werkt. En voor docenten zijn dit soort werkvormen waardevol omdat ze het leren van de leerling en eventuele misconcepten goed zichtbaar maken.

Deze workshop werd enkele jaren gelden op de NIBI-conferentie ook al gegeven. Inmiddels wordt de stempelset op tientallen scholen gebruikt. Gezien de aanhoudende belangstelling voor de DNA-stempelset is besloten om de stempelset opnieuw in productie te brengen, en de bijbehorende workshop opnieuw aan te bieden. De stempelset kunnen op de DNA-lab dag zelf worden aangeschaft, maar u kunt natuurlijk ook gewoon eerst komen kennismaken.

Proteomics, massaspectrometrie toegepast in de studie naar eiwitten

Praktische workshop door Andrea van Bruggen-van der Lugt, Onderwijsontwikkelaar U-Talent Utrecht en docent scheikunde, Willem van Oranje College, Waalwijk

Tijdens deze workshop gaan we aan de slag met een verdiepend schoolproject voor vwo 5 of 6. Het is bruikbaar voor verdieping of verrijking in de scheikunde les of in een uitdagend project voor (getalenteerde) leerlingen. In het schoolproject maken we kennis met het vakgebied ‘proteomics’. Hierin wordt studie gedaan naar het proteoom, alle eiwitten aanwezig in een cel. Dit kan variëren onder invloed van omstandigheden. Soms worden eiwitten veel of juist weinig aangemaakt. Op bepaalde momenten worden eiwitten gemodificeerd zodat ze actief kunnen zijn. Soms worden afwijkende eiwitten gevormd als er sprake is van een (genetische) ziekte. Het vakgebied ‘proteomics’ houdt zich dan ook bezig met de studie naar zowel de regulatie van de synthese van eiwitten als ook naar modificaties in eiwitten. In een voorbereidende opdracht wordt de kennis over massaspectrometrie verdiept, in het bijzonder hoe deze techniek wordt toegepast in het vakgebied ‘proteomics’. Daarna kunnen de leerlingen massaspectra van twee peptidefragmenten analyseren en beoordelen. Met de spectra kan beoordeeld worden of het peptide afkomstig is van een normaal hemoglobine eiwit of dat er sprake is van een mutant. Het schoolproject eindigt met een slotopdracht, waarin de leerling gaat voorspellen hoe het massaspectrum van een bepaald (gemodificeerd) peptidefragment eruit zal zien.

De workshop start met een introductie massaspectrometrie en het interpreteren van de spectra van peptidefragmenten. Daarna gaan we aan de slag met Mascot, een programma dat massaspectrometrie data vergelijkt met eiwitten in een database. In de database zijn de peptiden beschreven van eiwitten die ontstaan wanneer de eiwitten geknipt zouden worden met trypsine en vervolgens gefragmenteerd. Zo kunnen de experimentele data vergeleken worden met de theoretische data.

Het schoolproject is ontstaan uit de U-Talent Ambitiemodule Proteomics. Deze module is ontwikkeld in een samenwerking met dr. Simone Lemeer, Biomolecular Mass Spectrometry & Proteomics in Utrecht. De ontwikkeling van dit schoolproject is mede mogelijk gemaakt door het Lerarenontwikkelfonds (LOF) en de Onderwijs coöperatie.

DNA/Eiwitten onderzoek doe je zelf in de klas!

Praktische workshop door Siesja Kamphuis,  projectleider Wetenschapseducatie Universiteit van Amsterdam

In deze workshop gaan we aan de slag met de leskisten die worden uitgeleend om zelf te gebruiken in de klas. De leskist bevatten een flink aantal pipetten, geleketroforese tanks, een PCR apparaat en andere instrumenten die benodigd zijn voor het doen van onderzoek aan DNA en Eiwitten. We gaan praktisch aan de slag en nemen het practicummateriaal door.

Via www.itsacademy.nl kan de leskist DNA en de leskist Genexpressie – Eiwitten gereserveerd worden.

DNA-lab Gezond of ziek: een vouwtje verkeerd

Praktische workshop door studenten van Universiteit Leiden

Een wetenschappelijk en praktische benadering van de thema’s erfelijkheid, DNA en eiwitten.

Voor het goed uitoefenen van zijn werk moet een eiwit zich op een specifieke wijze opvouwen. Mutaties kunnen dit vouwproces verstoren, waardoor verkeerd gevouwen eiwitten ontstaan met ziektes als diabetes, cystische fibrose (taaislijmziekte) of de ziekte van Alzheimer als gevolg.

U gaat in dit DNA-lab op zoek naar de moleculaire oorzaak van enkele eiwitvouwingsziekten. U krijgt een voorproefje van hoe leerlingen kennis kunnen maken met technieken om “gezonde” en “zieke” eiwitten in cellen op te sporen. U gaat zelf eenvoudige technieken toepassen die belangrijk zijn voor het bepalen van eiwitstructuren (vergelijkbaar met röntgendiffractie) en doet een proef die aantoont dat verstoring van de eiwitstructuur leidt tot het verlies van de activiteit van het eiwit.

DNA-lab 'Forensisch DNA-onderzoek: puzzelen met pieken'

Praktische workshop door studenten van de Universiteit van Amsterdam

In deze workshop bent u forensisch DNA-onderzoeker en ervaart u dat het forensisch onderzoek in de realiteit niet zo makkelijk gaat als in de populaire televisieserie Crime Scene Investigation (CSI).

Als forensisch DNA-onderzoekers onderzoekt u de bivakmuts op biologische sporen. Met forensische lichtbronnen en specifieke testen kan worden achterhaald of er biologisch materiaal is achtergebleven op de bivakmuts. Uit de eventuele gevonden sporen wordt vervolgens DNA geïsoleerd. Met het geïsoleerde DNA wordt een PCR uitgevoerd en uiteindelijk worden met behulp van een capillaire gel-elektroforese echte DNA-profielen gemaakt. Daarna begint het puzzelen met de pieken van de DNA-profielen. Als de resultaten zijn bekeken, wordt een vergelijkend DNA-onderzoek uitgevoerd en zal de zeldzaamheidswaarde van de DNA-profielen worden berekend. De Officier van Justitie verwacht van u een objectieve rapportage van de gevonden resultaten. Dit rapport kan vervolgens worden gebruikt als bewijsstuk in de rechtszaal.

DNA-lab Bioinformatica: Leven in de computer

Praktische workshop door studenten van Radboundumc Nijmegen

Bij het Reizende DNA-lab Bioinformatica: leven in de computer krijgen uw leerlingen de kans om de computer te gebruiken voor het oplossen van biologische problemen. In de basisvariant van het practicum leggen leerlingen het verband tussen mutaties in het DNA en de fysieke consequenties daarvan op een eiwit van het oog. Met (professionele) 3D-modelling software kunnen leerlingen zelf de mutaties uit het DNA invoeren in een eiwit en zien zij waarom het eiwit niet meer kan functioneren. In de expertvariant identificeren leerlingen een mysterieus eiwit met behulp van eiwit databanken. Daarna ‘ontwerpen’ ze zelf een medicijn met behulp van de 3D-modelling software.

In deze workshop maakt u kennis met de mogelijkheden van dit DNA-lab en de inleidende en afsluitende lessen die daarop aansluiten. U doorloopt zelf (delen van) het practicum, zowel van de basis- als de expertvariant.

DNA-lab Taal van de Tumor

Praktische workshop door studenten van Universiteit Utrecht

Een practicum over DNA onderzoek voor de behandeling van kanker. Kanker is een ziekte van het DNA. Als er fouten in het DNA ontstaan, kan een gezonde cel ontsporen en zich ontwikkelen tot een tumorcel. DNA-onderzoek speelt dan ook een steeds grotere rol bij het bepalen van de meest optimale behandeling van kankerpatiënten. In deze workshop gaat u zelf aan de slag als DNA-onderzoeker. Aan u de taak te bepalen welke fouten er in het DNA van de tumorcellen van de patiënt zitten en een advies over de behandeling uit te brengen aan de arts. Wat is de beste optie, chirurgie, chemotherapie of bestraling? Of is er misschien een behandeling op maat beschikbaar?

DNA-lab “Prenataal” onderzoek bij planten

Praktische workshop door ing. Sven van den Elsen van Universiteit van Wageningen

De genetische code van vrijwel ieder individu is uniek. De genetische verschillen tussen individuen, of het nu mensen, dieren of planten zijn, kunnen op tal van manieren gebruikt worden. Dit wordt al duizenden jaren gedaan bij het fokken van dieren en veredelen van planten. Tegenwoordig gebruiken we genetische verschillen om bijvoorbeeld misdadigers op te sporen, te kijken of maïs genetisch gemodificeerd is of om vast te stellen of een foetus een genetische afwijking heeft.

Dit DNA-lab is een kennismaking met de modernste DNA-technieken waarmee we snel kunnen zien of een genetische eigenschap is overgeërfd. Het practicum laat het verschil zien tussen de ‘oude’ klassieke en de ‘nieuwe’ moderne manier van plantenveredeling. Met het gebruik van klassieke veredelingstechnieken kan het jaren duren voordat een nieuwe variëteit geïntroduceerd kan worden. Dit proces kan tegenwoordig aanzienlijk versneld worden door gebruik te maken van moleculair genetisch onderzoek.

Tijdens het practicum gaan de participanten DNA isoleren en klaarmaken voor  een PCR reactie. Het product wordt vervolgens zichtbaar gemaakt op een DNA gel (gel-electroforese) en geanalyseerd. Tevens wordt er ingegaan op de mogelijkheden van DNA-barcoding.

DNA-lab Racen met gist

Praktische en inhoudelijke workshop door Richard Groen van Universiteit van Delft

Biotechnologie speelt een belangrijke rol in binnen de industrie en in onze samenleving. Zo worden micro-organismen ingezeten in bijvoorbeeld de productie van voedingsmiddelen, medicijnen en brandstoffen en in processen als de reiniging van lucht, bodem en/of afvalwater. Gedurende de workshop worden de deelnemers kort geïnformeerd over de mogelijkheden en het belang van biotechnologie in de klas. Daarnaast voeren de deelnemers zelf enkele experimenten uit met betrekking tot ethanolproductie in gist, biogasproductie in methanogene micro-organismen en olieproductie in algen.