IWR Heidelberg – Axel

Hi,

seit einer Woche mache ich nun ein Praktikum am Institut für wissenschaftliches Rechnen in Heidelberg, in der Arbeitsgruppe von Dr. Andreas Potschka, der auch am Sommerfest des Lab einen Vortrag gehalten hat und selbst im LSL war.

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Optimierung von Systemen, die durch Differentialgleichungen beschrieben werden.

Ich arbeite mit MATLAB und habe im Verlauf der Woche gelernt, wie ich einfache Optimierungsprobleme mit Hilfe von bereits implementierten Algorithmen lösen kann. Außerdem hat mir mein Betreuer Jürgen auch die mathematischen Hintergründe erklärt, sodass ich heute und gestern einen eigenen Integrator (= Simulation) mit Schrittweitensteuerung entwickeln konnte. Nur sehr einfache Differentialgleichungen (DGL) können analytisch gelöst werden, so dass in der Praxis fast immer numerische Verfahren  verwendet werden. Dazu werden sogenannte Integratoren verwendet, die Schritt für Schritt eine Näherungslösung ausrechnen. Dabei spielt die Schrittweite einegroße Rolle Im bezug auf Rechenaufwand und Genauigkeit der Lösung. Natürlich gibt es dabei viele Möglichkeiten die Ergebnisse darstellen zu können und man muss sich nicht nur   Tafeln voller mathematischer Formeln ansehen, sondern häufig führen auch nur kleine Programmier- bzw. Algorithmusfehler zu Ergebnissen nach deren Visualisierung klar ist, dass etwas schief gelaufen ist. Bilder folgen!

Außerdem war ich bei zwei arbeitsgruppeninternen Vorträgen/Besprechungen dabei, die, wenn auch auf Englisch, sehr interressant waren, obwohl ich nur teilweise mitbekommen bin. Hier ging es um den Jahresbericht eines Doktoranden und um ein Paper, das jetzt veröffentlicht wird, und in den nächsten Tagen  auf einer Konferenz in Kapstadt vorgestellt wird.

Ich freue mich schon auf die nächste Woche und bin gespannt was ich noch lernen werde. Aber selbst bis jetzt ist es ein super Praktikum und ich weiß jetzt schon, dass die 15 min Präsentation mit Sicherheit nicht ausreichen werden um alles zu erzählen.

LG

Axel

Eintrag 4: Ende – CERN 2014 – Markus

So, es ist zwar schon etwas Zeit seit dem Ende meines Praktikums am Freitag vergangen, aber jetzt kommt der finale Eintrag.

Ich habe es in der letzten Zeit geschafft die Sortierfunktion zu vervollständigen, und außerdem noch eine Suche einzubauen. Um zu sortieren muss im Moment noch der Programmcode geändert werden, jedoch gibt es schon eine globale Variable, die nur noch über die Website definiert werden muss. Die Buttons auf der html Seite erstellt sowieso mein Betreuer. Die Suche funktioniert einwandfrei. Es werden sowohl Buchstaben, als auch Zahlen richtig einsortiert, sodass ein zusammengesetzter Begriff auch richtig eingeordnet wird. Es kann außerdem nach mehreren verschiedenen Begriffen gesucht werden, die über eine oder-Logik verbunden sind, es werden also die Ergebnisse zu beiden Suchen angezeigt.

Am Freitag habe ich noch an einer Führung teilgenommen. Diesmal sind wir zum zehn Minuten entfernten LHCb gefahren. Dieser steht ebenfalls 100m unter der Erde. außerdem ist dort auch ein außer Betrieb gestellter Detektor ausgestellt, der aus der Nähe betrachtet werden kann.

Diesen riesigen Detektor darf man aus der Nähe anschauen

Diesen riesigen Detektor darf man aus der Nähe anschauen

Das Praktikum gehört definitiv zu den besten Erfahrungen meines Lebens und somit gilt es Dank an alle auszusprechen, die sich während des Praktikums um mich gekümmert haben. Natürlich zunächst an Julian, der sowohl das Praktikum ermöglicht hat, als auch immer für meine Fragen und Probleme da war. Zusätzlich durfte ich die zwei Wochen bei ihm zuhause wohnen, was mir einiges an Geld und Suche erspart hat (Genf ist nicht billig!). Dann gilt der Dank den Summer School Students des Teams, mit denen ich sehr eng zusammengearbeitet habe. Sie waren bei kleineren Problemen beim Programmieren immer der Ansprechpartner. Außerdem Bedanke ich mich bei allen Kollegen in Julians Team und seinem Chef, mit denen das zusammenarbeiten richtig Spaß gemacht hat. Zuletzt geht der Dank an die Alumni, die die Sommerpraktika überhaupt ermöglichen. Es handelt sich hierbei um eine einmalige Chance, die einen sehr tollen Blick in die Forschung ermöglicht.

Damit ist mein Praktikum beendet und ich verabschiede mich aus dem Blog. Ich bin aber gespannt, was die anderen Praktikanten noch zu berichten haben.

Beste Grüße, Markus

Hier noch das versprochene Bild vom Labor, in dem auf "kleinen" Servern simuliert wird

Hier noch das versprochene Bild vom Labor, in dem auf “kleinen” Servern simuliert wird

ETH Zürich, Institut für Molekularbiologie – Lilly

Grüetzi (aussprechen ist schier unmöglich),

Eine Woche Sommerpraktikum an der ETH Zürich ist schon vergangen. Eine Woche voll neuem Wissen, viel Freude und einsetzender Erschöpfung:

Untergekommen bin ich bei dem Alumnus Lars in einem kleinen Örtchen namens Dietlikon, die Fahrt zur Uni beträgt ungefähr eine halbe Stunde. Mit einer weiteren Sommerpraktikum, Brigit, die ein Gebäude weiter in der Biochemie verweilt,  teile ich mir erfreulicherweise ein Zimmer, was die Abende durchaus angenehm gestaltet. (An dieser Stelle Grüße an diese Pflaume)! Morgens fange ich in der Regel um 09.30 an und die Uhrzeit des Campus-Verlassen variiert zwischen 17.30 und 20.30.

Ich befinde mich am Institut für Molekularbiologie, hier arbeitet meine Betreuerin Melanie, die mir gleich einem Engel die Versuche und Teilschritte sehr ausführlich und vor allem verständlich erklärt, an der strukturbiologischen Erforschung der Translationsinitiation am eukaryotischen Ribosom. Momentan ist sie damit beschäftigt, einen der beteiligten Protein-Komplexe zu rekonstituieren. Um der Struktur dieses Komplexes auf die Spur zu kommen, haben wir Anfang der Woche damit begonnen, eine E.-coli-Kultur heranzuzüchten, die nach Transformation mit einem Expressionsvektor eine verkürzte Variante unseres Protein exprimieren soll.

Künftige Expressionskulturen - Melanie mit unseren  frisch angerührten Medien auf dem Weg zum Autoklav

Künftige Expressionskulturen – Melanie mit unseren frisch angerührten Medien auf dem Weg zum Autoklav

 

Die Proteinexpression analysierten wir nach der Bakterienaufzucht und der Induktion mithilfe von SDS-Page und einer Nickel-Affinitätschromatographie. Das Gel unserer Kultur zeigte uns die erfolgreiche Expression an :)

 

Mein Lieblingsbild: Das Ergebnis unserer e.coli-Ernte. Nun habe ich den duftenden Herkunfts-Nachweis.

Mein Lieblingsbild: Das Ergebnis unserer e.coli-Ernte. Nun habe ich den duftenden Herkunfts-Nachweis.

Während der Woche starteten wir zudem den Versuch den Komplex mit von Melanie bereits aufgereinigten Proteinen und dem aus Tetrahymena thermophila stammenden Ribosom zu bilden. Dazu führten wir eine Reihe von Dialysen und Saccharosegradienten durch. Am Freitag stellten wir das Präparat her, dessen Herstellung äußerstes Fingerspitzengefühl abverlangte: Das Negativ-Staining-Verfahren. Hierbei wir zunächst eine Kohlenstoffschicht (holeycarbon) auf ein Grid gegeben, auf das dann in einem weiteren Schritt das sample aufgetragen wird. Das sample haftet nun an dieser Schicht und nach einer Trockenphase wird es mit einem Kontrastmittel, in unserem Versuch Uranylacetat umgeben. Dieses Kontrastmittel kann bei der Mikroskopie nicht von den Elektronen durchstrahlt werden, wird also dunkel erscheinen, das sample hingegen dadurch, dass die Elektronen es durchdringen können, hell.

Das Elektronenmikroskop, sehr weit unter der Erde befindlich, der Weg ist des Irrens vorprogrammiert

Das Elektronenmikroskop, sehr weit unter der Erde befindlich, der Weg ist des Irrens vorprogrammiert

Später am Nachmittag untersuchten wir das Präparat am Elektronenmikroskop: Ob alle Proteine richtig gebunden haben und ob wir Kontaminationen vermeiden konnten, werden wir morgen bei der Analyse der Bilder erfahren. Ich bin gespannt.

Eintrag 3 – CERN 2014 – Markus

In den letzten Tagen war viel los.

Am Freitag habe ich zunächst die kleine Ausstellungen vom CERN im Eingangsgebäude, sowie im “Globe of Science and Inovation”. Beide Ausstellungen waren gut gestaltet und verfügen über beeindruckende Ausstellungsstücke. Anschließend war der letzte Vortrag der Summer School Lectures. Er gab einen Einblick in die Entdeckung des Higgs Bosons. Da damit die Vorträge endeten hatte ich viel Zeit mich um mein Projekt zu kümmern.

Das Programm nimmt langsam Form an. Am Freitag war das Gerüst schon fertig, aber es waren noch einige Fehler vorhanden, die ich heute raus gemacht habe. Damit kann der Algorithmus nun einen gegebenen String aus Zahlen und Namen zerlegen, die zugehörigen Elemente zu Objekten zusammenfassen und sortieren. Das Problem, das es nun zu lösen gilt ist das Sortieren der Namen, welche nicht nur Buchstaben, sondern auch Zahlen enthalten. Ein einfaches sortieren bewirkt, dass z.B. der Name mit einer 10 vor dem mit einer 2 eingeordnet wird. Um dies zu verhindern schreibe ich momentan ein recht kompliziertes Programm.

Am Samstag habe ich die Stadt Genf besucht. Von der Kathedrale aus hat man einen schönen Überblick über die Stadt. Von dort habe ich meine Route durch die Stadt, über die Brücke und am anderen Ufer Richtung UNO-Viertel geplant. So kam ich natürlich an den Wahrzeichen der Stadt vorbei, der Blumenuhr, sowie der Fontäne im Genfer See. Diese war aufgrund der Vorbereitungen für den Abschluss des Stadtfestes, jedoch leider abgeschaltet: Zum Ende des Festes folgte nämlich ein gigantisches Feuerwerk. Das Genfer Feuerwerk gehört zu den größten weltweit und fiel dieses Jahr wegen eines Jubiläums besonders spektakulär aus.

Mein Versuch das beeindruckende Feuerwerk festzuhalten - bei Google gibt es aber schönere Bilder

Mein Versuch das beeindruckende Feuerwerk festzuhalten – bei Google gibt es aber schönere Bilder

Am Sonntag habe ich es etwas ruhiger angehen lassen und nur eine kleine Wandertour in die Berge der um Genf, direkt hinter meinem Wohnort unternommen. Von dort hat man selbst aufs geringer höhe schon eine fantastische Aussicht über Genf und Teile des Sees.

Ein Blick auf Genf - bei genauem hinsehen erkennt man sogar die Fontäne

Ein Blick auf Genf – bei genauem hinsehen erkennt man sogar die Fontäne

Jetzt ist leider schon über die hälfte meiner Praktikumszeit herum. Ich werde mich nun hinter mein Projekt klemmen, vielleicht schaffe ich es ja sogar noch eine Suchfunktion einzubauen. Gegen ende der Woche gibt es dann noch einen zusammenfassenden Eintrag.

Viele Grüße, Markus

 

Hallo, inzwischen ist es mal wieder Zeit für ein kleines Update: Ich habe mich etwas in JavaScript eingearbeitet und bin sogar so weit, dass ich schon mitarbeiten darf. Das Team arbeitet wie gesagt an dem Triggermechanismus für den ATLAS Detektor. Daten über Vorkommen und Häufigkeit von Kollisionen sollen nun über eine Website ausgegeben werden.

Ich arbeite momentan an einem Programm mit dem sich diese Daten in einer Tabelle nach Namen oder anderen Werten sortieren lassen. Diese eigentlich einfache Aufgabe ist doch recht kompliziert, besonders, da da der Rechenaufwand wegen des Umfangs der Daten (weit über 100 Einträge mit jeweils zehn Werten) möglichst gering sein sollte.

Ich musste natürlich ein Foto von mir vor dem ATLAS Detektor machen.

Natürlich musste ich ein Foto von mir vor dem ATLAS Detektor machen.

Am Dienstag hatte mein Betreuer eine Führung für den ATLAS Detektor organisieren können. Das war natürlich extrem aufregend. Wir sind 100 Meter unter die Erde gefahren und konnten uns die Anlage ansehen. Natürlich musste ich da ein Foto von mir vor dem Detektor machen. Außerdem konnte ich die original Hardware sehen, auf der die Triggerprogramme laufen. Das ist alles noch um einiges größer als im Labor oben. (Vielleicht poste ich in der nächsten Zeit ein Foto vom Labor und meinem Arbeitsplatz.)

Zur Zeit finden am CERN auch die Summer School Lectures statt. Die sind zwar eigentlich für Studenten im sechsten Semester, dennoch teilweise nicht uninteressant. Die Lectures finden in dem sehr modernen Hörsaal des CERN statt, von dem ich auch einen Schnappschuss gemacht habe. Leider endet die Vortragsreihe Morgen; dafür kann ich mich dann auch Vormittags auf meine Arbeit an der Website konzentrieren.

Der sehr moderne Hörsaal am CERN

Jetzt kommt erst einmal das Wochenende, an dem die Erkundung von Genf auf mich wartet.

Viele Grüße aus der Schweiz/Frankreich, Markus