Bioinformatik
Abschluss
: Master of ScienceFakultät
: Mathematik, Informatik und NaturwissenschaftenRegelstudienzeit
: 4 SemesterStudiensprache
: DeutschStudienbeginn
: zum WS, SemestertermineBewerbungsfrist
: 01.06. bis 15.07.Zulassungsbeschränkung
: JaStudiengebühren
: keine, aber Semesterbeitrag
Beschreibung des Studiengangs
Die Kombination von Lebenswissenschaften und Informatik gehört aktuell zu den spannendsten Forschungsfeldern. Durch die rasante Entwicklung in der Informationstechnologie ist der Computer zum unerlässlichen Hilfsmittel in den Lebenswissenschaften geworden. Bioinformatik ist die Anwendung von Methoden aus der Informatik auf wissenschaftliche Probleme aus den Lebenswissenschaften. Sogenannte Hochdurchsatz‐Experimente haben in vielen Bereichen der Chemie, Biologie, Medizin und Pharmakologie Einzug gehalten.
Die Bioinformatik entwickelt Software-Werkzeuge zur Vorbereitung, Auswertung und Analyse dieser Daten. Sie nimmt eine Schlüsselrolle in den modernen Lebenswissenschaften ein, da nur mit ausgefeilten Computersystemen Wissen aus den großen Datenmengen generiert und für die Vorhersage biologischer Phänomene nutzbar gemacht werden kann. Der forschungsorientierte Masterstudiengang Bioinformatik bietet Hochschulabsolventen aus den Lebenswissenschaften oder der Informatik die Möglichkeit, fachübergreifend eine forschungsorientierte Masterausbildung anzustreben.
Das Curriculum besteht aus Lehrveranstaltungen des Zentrums für Bioinformatik (ZBH) und der Fachrichtungen Biologie, Chemie und Informatik. Im Rahmen des Studiums besteht die Möglichkeit der Spezialisierung in vier Bereichen:
- Genominformatik beschäftigt sich mit der Entwicklung von Algorithmen und Software zur Analyse großer Sequenz‐und Datenmengen wie zum Beispiel Genome und Transkriptome, von Genvorhersage über automatische Genomannotation bis zum Vergleich ganzer Genome. Hierfür ergeben sich kontinuierlich neue Fragestellungen, für die Algorithmen und Datenstrukturen sowie flexible Softwaresysteme entwickelt werden müssen.
- Strukturelle Bioinformatik / Biomolekulare Modellierung hat ihren Schwerpunkt in der anwendungsspezifischen Modellierung von Molekülen und der Anwendung dieser Modelle in numerischen Simulationsverfahren verschiedener Gebiete. Am ZBH finden diese Verfahren bei der Vorhersage von Proteinstrukturen und bei der Entwicklung neuer Peptide mit bestimmten biochemischen Eigenschaften Anwendung. Das Ziel dabei ist, Methoden aus der Physik mit Evolutionsbiologie und experimentellen Ergebnissen zu verknüpfen.
- Chemieinformatik / Algorithmisches Molekulares Design befasst sich mit der Anwendung von Computersystemen auf chemische Fragestellungen. Chemieinformatische Methoden werden insbesondere in der pharmazeutischen und biotechnologischen Forschung eingesetzt (Computer-Aided Molecular Design, Computer-Aided Drug Design). Dazu gehören die Analyse und Vorhersage von molekularen Wechselwirkungen genauso wie die Anwendung algorithmischer Verfahren beim Entwurf neuer, pharmazeutisch relevanter Wirkstoffe. Kerngebiete am ZBH sind Verfahren für virtuelles Screening, strukturbasiertes Moleküldesign, Entwurf von Molekülbibliotheken und Visualisierung biochemischer Sachverhalte im Wirkstoffentwurf.
- Computergestützte Systembiologie untersucht mithilfe der künstlichen Intelligenz und kombinatorischer Optimierung molekulare Mechanismen, die Krankheiten auslösen. Wir entwickeln computergestützte Methoden für die Netzwerk- und Systemmedizin, insbesondere für die mechanistische Neudefinition von Krankheiten. Hier entstehen neue Möglichkeiten für die Wiederverwendung von Medikamenten und die synergistische Pharmakologie. In der Präzisionsmedizin, wo sensible Daten für das Lernen von Vorhersagemodellen nicht institutionsübergreifend geteilt werden dürfen, entwickeln wir Privacy-by-Design-Methoden, die größtenteils auf föderierter künstlicher Intelligenz basieren, um die individuelle Privatsphäre zu schützen und dennoch Big-Data-Analysen zu ermöglichen.
Berufliche Perspektiven
Bioinformatikerinnen und -informatiker arbeiten an der Schnittstelle zwischen Informationstechnologie, Biologie, Chemie, Medizin und Pharmazie. Neben einer Tätigkeit in der naturwissenschaftlichen Forschung und Entwicklung gibt es Berufsfelder z.B. bei Software- oder Datenbankanbietern für naturwissenschaftliche Anwendungen und bei Biotech- und Pharmaunternehmen. Da der Studiengang international ausgerichtet ist, sind auch die Karrierechancen im Ausland gut. Auch eine anschließende Promotion in Bioinformatik ist möglich.
Studienaufbau
Der Masterstudiengang Bioinformatik ist ein zweijähriger, forschungsorientierter Studiengang, der fachübergreifend auf einem ersten Hochschulabschluss in Informatik oder in einem Fach der Lebenswissenschaften aufbaut. Der Studienverlauf ist so konzipiert, dass die fachliche Qualifikation der Studienanfänger/innen in den bioinformatik-relevanten Gebieten der Basisdisziplinen im ersten Fachsemester angeglichen wird.
Im 1. Fachsemester werden die Grundlagen der Bioinformatik sowie die Grundlagen in den Fächern Biologie, Chemie und Informatik vermittelt, sofern diese noch nicht im Bachelorstudium behandelt wurden.
Ab dem 2. Fachsemester wählen die Studierenden einen Schwerpunkt innerhalb der Bioinformatik, mit dem sie sich im wissenschaftlichen Seminar, im Softwareprojekt und in der Masterarbeit beschäftigen. Neben den Bioinformatik-Modulen werden weitere Module aus der Informatik und den Lebenswissenschaften absolviert.
Weiterführende Links
Prüfungsordnung
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Zulassungsvoraussetzungen
Allgemeine Zulassungsvoraussetzungen für alle Masterstudiengänge:
Nachweis des Erststudiums, Sprachkenntnisse
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Spezielle Zulassungsvoraussetzungen für diesen Studiengang:
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Stand: 07. Mai 2024