Studienfächer

Der Aufbau traditioneller Biologie-Studiengänge spiegelt wider, wie biologische Phänomene entdeckt und erforscht wurden. Am Anfang steht der Organismus als Ganzes, seine Anatomie und Physiologie; erst die späteren Semestern beschäftigen sich mit den molekularen Grundlagen der biologischen Aktivitäten. QuantBio ist anders — hier wird ganz unten angefangen, bei den elementaren Bausteinen. Zuerst lernst Du die molekularen Bausteine des Lebens kennen und erfährst, wie diese miteinander zusammenarbeiten. Du lernst, wie Evolution abläuft und wie sie genetische Variation erklärt; wie Zellen miteinander interagieren, innerhalb eines Organismus in der Entwicklungsbiologie und zwischen Organismen und ihrer Umgebung in der mikrobiellen Ökologie. Aufbauend auf diese Grundlagen kommt im fünften Semester die organismische Physiologie - Du lernst, wie die Evolution für verschiedene Arten von Lebewesen teils ähnliche, teils sehr unterschiedliche Lösungen für die gleichen Probleme gefunden hat. Dieser Studienaufbau wird Dir helfen, eine solide Intuition zu entwickeln, auf der Du später Deine eigenen Entdeckungen aufbauen kannst.

Biologie und Chemie gehören eng zusammen. Die ersten drei Semestern vermittlen die chemischen Grundlagen, die die Interaktion und damit die Funktion biologischer Moleküle ermöglichen. Das Studium beginnt mit einer Charakterisierung von Biomolekülen. Dann lernst Du, wie ihre Interaktionen eine funktionierende Zelle bilden; anschliessend tauchst Du in die verschiedenen Stoffwechselwege ein und lernst, wie chemische Interaktionen den Energiehaushalt der Zelle bestimmen. Jedes der Module betont den quantitativen Aspekt und zeigt, wie mathematische Modelle dabei helfen, ein tieferes Verständnis zu erlangen.  Die so gelegten chemische Grundlagen sind entscheidend für das Verständnis mikrobieller Zellen, aber auch der Struktur und Funktion von Geweben, Organen und  Organismen. 

Kenntnisse der Biologie allein reichen nicht, um die neuesten Fortschritte in der biologischen Forschung zu verstehen. Du brauchst solide Kenntnisse der mathematischen Grundlagen, der die biologischen Prozesse beherrschenden Physik, und der mathematischen Modellierung; auch statistische Methoden (Data Science) sind unverzichtbar. Die entsprechenden Module unterrichten die mathematischen Methoden mit einem klaren Fokus auf die Anwendung auf biologische Prozesse.

Ein Großteil der heute in der biologischen und medizinischen Forschung erzeugten Datensätze sind zu groß, um sie ohne Computer zu analysieren. QuantBio legt deshalb ebenfalls einen starken Fokus auf die Aneignung bioinformatischer Fähigkeiten. Im ersten Semester lernst Du, Computerprogramme zu schreiben. Spätere, darauf aufbauende Module führen wichtige Algorithmen und moderne Methoden der biologischen Datenauswertung ein. Computer sind ebenfalls essentiell für Data Science - die Kunst der Analyse komplexer Daten - und für maschinelles Lernen; beides wird in den Biowissenschaften zunehmend wichtig, um Erkenntnisse aus hochdimensionalen Daten zu gewinnen.

Während praktisch alle Module der ersten fünf Semestern interdisziplinär gestaltet sind, konzentrieren sich drei Module ausschliesslich auf die integrative Natur der Biologie, wo neues Wissen häufig auf technischen Fortschritten aufbaut.