Dette er en oversikt og beskrivelse av mastergradsoppgaven og noen emner jeg har tatt på Norges Miljø- og Biovitenskaplige Universitet (NMBU). Jeg laget denne for å enklere kunne forklare CV-en min, og min åpne jobbsøknad. Mastergradsoppgaven presenteres først, deretter emnene som de fremkommer fra vitnemålet. En beskrivelse av hvordan emnekodene gis finnes nederst på siden. 

Vitnemål mastergrad i bioteknologi, fordypning mikrobiologi

M60-Biotek “Masteroppgave, tittel: “Out of Breath: Entrapping the Denitrifier Paracoccus Denitrificans in Anoxia and Rescuing it by Spikes of Oxygen”

Dette var mastergradsoppgaven min, og avslutningen av min høyere utdanning. En mastergradsoppgave på 60 studiepoeng skal tilsvare et arbeidsår, men siden jeg tok fag i tillegg er denne utført på noe lengre tid.

Hva gikk oppgaven ut på?

Forenklet sagt “fanget” jeg en bakterie, så den ikke kunne vokse. Jeg beviste dette med å farge en art jordbakterier som bryter ned et stoff, nitritt, som oppstår naturlig, men som også kan komme fra kunstgjødsel. Fargingen ble gjort for å spore hvordan jordbakteriene vokste. Bakteriearten kan vanligvis puste som oss, altså oksygen, men når den går tom for oksygen kan den “puste” med stoff i jorda som f.eks nitritt. Jeg klarte noe mange trodde var umulig. Jeg klarte å fjerne oksygen, og bakterien klarte ikke å “puste” med nitritt.  Den var dermed “fanget” uten luft.

Mer nøyaktig sagt “fanget” jeg en jordbakterie metabolsk. Jeg sporet dette med å farge overflaten av rene cellekulturer av den denitrifiserende bakterien Paracoccus denitrificans med det fluoriscerende grønne stoffet Fluorescein Isothiocyanate. Dette betød at når bakterien vokste via binær fisjon ville hver dattercelle bare ha halvparten så mye fargestoff som modercellen. I tillegg var bakteriekulturen genmodifisert til å uttrykke det fluoriscerende røde fargestoffet mCherry når bakterien reduserte (“pustet”) nitritt. Kombinasjonen av disse fargestoffene gjorde at jeg kunne spore vekstmønstre: Blir grønnfargen svakere og rødfargen sterkere i deler av populasjonen? Da reduserer den nitritt og vokser. Blir grønnfargen svakere men rødfargen er konstant? Da brukes ikke nitritt til vekst, men trolig oksygen.

Jeg sporet dette i isolerte flasker jeg tok kultur- og gassprøver fra med bruk av fluorescens mikroskopi, flow cytrometri, og gasskinetikk fra en inkubasjonsrobot laget på NMBU. Jeg testet ulike vekstmønstre med ulike konsentrasjoner oksygen. Oksygennivå ble regulert med en kombinasjon av mekanisk fjerning av atmosfærisk gass og erstatning med helium (gjentatt seks ganger) i tillegg til enzymatisk fjerning av oksygenrester.

Enzymatisk fjerning av oksygen var helt essensielt, da det viste seg at selv med 1 mikromol med oksygen i testflasken ville P. denitrificans kunne rekruttere den anoksiske fenotypen som brukte nitritt. Kun i kombinasjon av mekanisk fjerning av atmosfærisk gass og enzymatisk fjerning ville flasken faktisk bli anoksisk. Når jeg gjorde dette klarte jeg noe ingen har klart før: å fange Paracoccus denitrificans metabolsk i anoksia, når nitritt var til stede.

Dette demonstrerte viktigheten av spormengder med oksygen når den anoksiske fenotypen skulle rekrutteres. Og at antagelsen at flasken blir anoksisk av gjentatte mekaniske utpumpinger av atmosfærisk gass fra flasker, etterfulgt av heliuminjeksjoner,  er feil!  Og dermed potensielt invaliderer mye forskning basert på denne antagelsen!

Helt nøyaktig sagt kan du få med å lese å en kopi av mastergradsoppgaven som pdf HER. Hvis du vil ha mer detaljer kan du sende meg en melding HER, 

Obligatoriske emner

BIO223 “Populasjonsgenetikk og molekylær økologi” 

Emnet baserte seg på forståelsen av økologiske systemer basert på biomolekylære analyser fra populasjoner.  Dette inkluderte forståelsen av ulike biomolekyler (DNA, RNA, proteiner, m.fler) og beregninger av endringer i populasjoners genetikk. Studentene brukte blant annet F-statistikk, Quantitative Trait Loci (QTL), atferdsgenetikk og fylogeografi for å nevne noe. En beskrivelse av emnet fra NMBU er HER. 

BIO332 “Eksperimentell molekylær mikrobiologi”

Emnet var delt i to deler, med tre temaer. Temaene var 1: Miljømikrobiologi. 2: Streptokokker. 3: Tarmflora. Den første delen involverte hektiske uker med laboratoriearbeid. Den andre delen var noen måneder med rapportskriving basert rundt ett av de tre temaene i tillegg til seminarer basert på akademiske artikler rundt temaene.

Emnet viste blant annet hvilke bias som oppstår på grunn av prøvetaking fra miljø (som jord, avføring eller strykeprøve fra hals), og hvordan biasene for ekstraksjon av biomolekyler som DNA kan påvirke resultatet.

Studentene fikk praktisk teste seg meg genomanalyser og gasskinetikkanalyser, karakterisere bakterier, lage en genetisk modifisert organisme med horisontal genoverføring, og tolkning av gener sekvensert kontra uttrykt. Studentene hadde derfor bredt grunnlag for teoretisk og praktisk miljømikrobiologi. En beskrivelse av emnet fra NMBU er HER.

BIN210 “Introduksjon i bioinformatikk”

Emnet var en introduksjon til bioinformatikk, bruken av moderne datateknologi til å analysere store mengder med biologiske data som DNA, RNA, proteiner med mer (-omics). Kurset inkluderte bruk av BLASTING, parvise og multiple sammenstillinger, beregning av fylogeni, og funksjonell genomikk. Kurset baserte seg på bruk av programmeringsspråket R. En beskrivelse av emnet fra NMBU er HER.

BIO211 “Laboratorieøvelser i molekylærbiologi”

Ett praktiske emne som sikret at studentene hadde den nødvendige teoretiske forståelsen og praktiske evnene å kunne utføre molekylærbiologisk laboratoriearbeid. Kurset var derfor bestått/ikke bestått. Kurset involverte protein- og DNA-rensing,  DNA-sekvensering, klone ett gen og å lage en genmodifisert organisme. En beskrivelse av emnet fra NMBU er HER.  

BIO330 “Mikrobiell økologi og fysiologi”

Emnet baserte seg tungt på jevnlige seminarer og forelesninger. Faget ga en bred og grundig forståelse av mikrobiell fysiologi, og økologi. Under emnet leste studentene store mengder med vitenskaplige artikler, de fleste svært nye, men også noen “klassikere”. Studentene lærte om ulike funksjonelle grupper, hva de gjør, og hvor de finnes, som  f.eks jernoksiderende bakterier og denitrifiserende bakterier. Studentene fikk en teoretisk forståelse av moderne fermenteringsreaktorer og avløpsvannrensing, og en praktisk demonstrasjon av sistnevnte med ett besøk til VEAS, Norges største avfallsvannrenseanlegg. 
Videre ble også det modellert kinetikkurver, for å nevne noe. Faget krevde enorme mengder arbeid, men ga også en enorm forståelse av mikrobiologi. En beskrivelse av emnet fra NMBU er HER.

Valgfrie emner

BIO321 “Populasjonsgenetikk og molekylær evolusjon”

Emnet kan oppsummeres som en solid innføring i moderne evolusjonsforskning. Med ett fokus på endringer i genom på populasjonsnivå med utspring i molekylære endringer på individnivå. Studentene leste nylig publiserte akademiske artikler på ett høyt nivå, og utførte komplekse modelleringer. Modelleringene baserte seg ofte på Hardy-Weinberg prinsippet. Emnebeskrivelse fra NMBU er HER.

STAT340 “Anvendte metoder i statistikk”

Emnet baserte seg på bruk av programmeringsspråket R og utviklingsmiljøet Rstudio for statistiske analyser og modellering. Jeg utførte multivariatanalyser som PCA, generaliserte lineære modeller, multiple regresjoner, ANOVA, og “clustering” for å nevne noen metoder. Videre lærte jeg også å vurdere hvor og hvordan disse metodene kan brukes, og gyldigheten til resultatene. Emnebeskrivelse fra NMBU er HER.

SPE-M-BIOTEK “Spesialemne, møt Kina”

Noen få studenter fikk delta på et sponset sommerkurs til Kina. For å få delta måtte kursedeltagere demonstrere en eksisterende kunnskap, og spesielt interesse for Kina i dag. Dette måtte vises på en skriftlig søknad. 

Jeg ble utvalgt, og deltok først på flere seminarer, en gang i uken før vi dro til Kina. Turen var sponset av det kinesiske gjødselselskapet Kingenta, og varte i ca to uker. Under turen var kinesisk historie, moderne kinesiske suksesser og utfordringer samt hvordan den gjevne kineser har det, fokus. Studentene deltok på åpningen av verdens største nitrogenbaserte gjødselsfabrikk, besøkte den norske ambassaden, flere kulturhistoriske steder, og flere høyere utdanningsinstitusjoner i både Sør- og Nord-Kina. 

Etterpå turen ble det valgt ett spesifikt tema for hver student om hva de skulle skrive et essay om. Dette er et utgått emne uten beskrivelse fra NMBU.

Om emnekoder, graden og karakterskalaen:

Emnene har vanligvis en bokstavforkortelse som sier hvilket fagfelt det er, F.eks STAT100 og STAT340 er begge statistikkfag. Tallet bak hviser hvilket nivå det er på, starter det med 100 er det ett introdukusjonsemne, 200 er viderekomne emner og introduksjon i komplekse fag som bioinformatikk og 300 er emner på masterfagsnivå.

Karakterskalaen er A-E, der A er beste karakter. Det er også fag som kun har bestått/ikke bestått som karakter.

Obligatoriske emner må inngå i graden, valgfrie emner er ekstraemner som jeg har tatt i tillegg.