Молекулярная биология и биотехнология / Molecular Biology and Biotechnology

Курс объясняет эффективность выполнения задач наномедицины, в том числе связанных с технологиями получения продукции с использованием микробиологического синтеза; включает описание основных методов исследования биологических метаболитов и макромолекул, методов молекулярной диагностики; раскрывает теоретические и прикладные аспекты применения наноструктурных материалов для целей биомедицины (геномика, протеомика, генетическая инженерия, биоматериаловедение и современная аналитика).

Курс объясняет эффективность выполнения задач генетики по получению рекомбинантных РНК и ДНК, выделению генов из организма (клеток) и осуществлению манипуляций с генами, цели генетической инженерии как прикладной науки; описывает основные методы создания банков генов и их использование для анализа геномных последовательностей, теоретические и прикладные аспекты селекции организмов по целевому продукту; ориентирован на применение комплекса генетических и биотехнологических методов для совершенствования промышленно важных продуцентов.

Курс дает знания в области основных баз данных первичных структур ДНК и аминокислотных последовательностей; нацелен на оценку влияния выбираемых параметров и матриц на результат глобального и локального выравнивания генетических последовательностей; описывает принципы организации концепции устойчивого развития навыков математического и компьютерного моделирования регуляторных сетей; ориентирован на распознавание белок-кодирующих участков в первичной структуре биополимеров, расшифровку и предсказание их пространственной структуры (визуализацию).

Курс нацелен на обучение принципам клеточной структуры, основам клеточного метаболизма и передачи сигналов в физиологических и патологических состояниях, а также под влиянием изменяющихся факторов окружающей среды, основным подходам и перспективам клеточных биотехнологий; объясняет, как проводить системный анализ молекулярного профиля отдельных клеток, использовать клеточные субпопуляции в диагностике и терапии, использовать принципы применения биотехнологий в биомедицине и других областях, оценивать актуальность основных биотехнологических методов; описывает способы выявления новых патологических маркеров для биомедицины, создания сигнальных систем для диагностики и терапии, а также способы выявления патологических факторов окружающей среды и микросреды.

Курс дает основные понятия молекулярной онкологии; описывает основные молекулярные признаки рака, изменения в метаболизме опухолевой клетки, изменения в иммунной системе при раке; раскрывает методы изучения клеточного цикла, апоптоза, передачи внутриклеточных сигналов, механизмы регулирования клеточного цикла, механизмы инвазии, метастазирования и ангиогенеза; нацелен на обучение методам анализа опухолевых клеток – иммуноблоттингу, проточной цитофлуорометрии, анализ эффективности производства таргетных препаратов и ингибиторов клеточного цикла.

Студенты будут знать структурную и функциональную организацию клеток; основные принципы регуляции клеточной активности; как объяснить механизмы клеточного взаимодействия, организацию тканей и органов в физиологических условиях, а также клеточные патологии; как сформулировать основные принципы работы на современном оборудовании - микроскопии, проточной цитофлуорометрии; изучить основные подходы клеточной и тканевой инженерии для модификации клеточной активности; как применять эти методы в экспериментальной науке, терапии и производстве; ориентироваться в литературных данных и компьютерных моделях системно-биологических методов; описать механизмы создания модифицированных / искусственных клеточных систем; интегрировать методы в уровень тканей, органов и организма, а также взаимодействие этих систем с окружающей средой.

Курс приводит основные понятия сравнительной и эволюционной молекулярной нейронауки; раскрывает нейрофизиологические механизмы реализации когнитивных функций, молекулярные механизмы межнейрональных взаимодействий, современные методы изучения нейропсихофизиологических состояний; включает описание основных установок и аппаратов, применяемых для решения научно-исследовательских задач в области молекулярной нейронауки; описывает строение и принципы функционирования нейрональных мембран, особенности белков, липидов и энергетики в ЦНС.

Курс дает определение основных биогенных веществ и метаболических путей их превращения; воспроизводит основы биоэнергетики, основные физико-химические и биохимические методы исследования животных и растительных биологических тканей; объясняет механизмы регуляции обмена веществ и клеточного гомеостаза; дает основы по ферментативному катализу; включает описание перспектив применения биохимических и энергетических процессов в клетке при проектировании новых биоматериалов; ориентирован на решение проблем биохимического образования.

Курс приводит примеры «биологических машин»; раскрывает способы определения эффективности производства молекулярных биороботов; объясняет современные задачи и достижения в области выстраивания последовательности выполнения плана задания по проектированию и разработке искусственных молекулярных биороботов; описывает механизмы природных молекулярных машин; нацелен на проведение анализа научной и патентной информации в области ДНК нанотехнологий и молекулярной робототехники.

Курс описывает основные принципы проведения доклинических исследований, GLP, GCP, фармакокинетические параметры; нацелен на обучение принципам написания отчетов о доклинических исследованиях, соблюдение законов и стандартов, регламентирующих их проведение; раскрывает фазы клинических исследований; обосновывает методики исследования острой и хронической токсичности, специфической токсичности; дает описание тест-систем для изучения эффективности лекарственных средств, этапов планирования доклинического эксперимента.

Курс включает описание основных направлений развития области биоматериалов и перспектив их применения, особенностей взаимодействия биосистем с наноматериалами и нанопокрытиями; ориентирован на обучение планированию и проведению экспериментов в области нанофармацевтики, химического наноинжиниринга и материаловедения; описывает способы оценки биосовместимости наноматериалов, современные подходы к созданию биоактивных материалов и покрытий, параметры, влияющие на основные пути их метаболизма.

Курс раскрывает основные принципы синтеза наночастиц различного состава и морфологии; описывает основные способы исследования и предсказания токсичности наночастиц на моделях in vitro; нацелен на проведение цитотоксикологических экспериментов, организацию и контроль проведения доклинических исследований лекарственных средств и клинических исследований лекарственных препаратов; обосновывает методы применения наночастиц в биомедицине, современные тенденции по их использованию в фармацевтической промышленности. 

Курс нацелен на визуализацию наноструктур живых клеток, подбор условий культивирования клеточных линий in vitro; раскрывает молекулярные механизмы клеточной антиоксидантной системы, методики разработки нанобиосенсоров, принципы использования нормативных правовых документов при работе с биомедицинскими устройствами, методы получения веществ вторичного метаболизма; описывает оборудование для проведения исследований и производства биоинженерных материалов, применение структурной биологии в инновационных нанотехнологиях и реконструктивной медицине.

Курс раскрывает современные виды и институциональные формы прогнозирования для выбора оптимального способа организации выполнения НИР; направлен на корректную постановку задач и разработку планов проведения прогностического исследования; описывает его сущность для инновационных технологий и продуктов с использованием метода Дельфи, особенности работы в команде при составлении дорожных карт и проведении маркетинговых исследований; ориентирует на продвижение новых технологий (продуктов) с использованием методов сценарного анализа и концепции больших вызовов.

Курс включает описание способов охраны интеллектуальной собственности с целью грамотного планирования организации выполнения НИР, особенностей финансового управления; воспроизводит методику проведения маркетинговых исследований, методику оценки рисков в сфере охраны интеллектуальной собственности; ориентирован на изучение зарубежных рынков и осуществление подготовки плана по привлечению финансирования на первом этапе организации выполнения НИР, проведение оценки уровня технологической готовности продукта или услуги.

Курс направлен на обучение этапам развития метагеномики; описывает концепцию методов "omics" для изучения биоразнообразия, значение проекта "Микробиом человека"; объясняет понятие метагенома прокариот и людей, способы сбора геномных последовательностей; описывает сервисы интеграции метаданных, способы анализа метагеномных сообществ, использования MG-RAST для анализа бактериального метагенома, предсказания генов.

Курс направлен на обучение этапам формирования транскриптомики, концепции "микрочипов", методам обнаружения гибридных генов, базам данных транскриптомов, включая NCBI, ArrayExpress, ENCODE; описывает этапы создания библиотеки поли(A)-транскриптов, методы удаления рибосомной РНК, выделения и секвенирования РНК, проведения количественного анализа; объясняет способы анализа данных RNA-Seq, измерения профиля экспрессии генов для диагностики и профилирования заболеваний.

Курс направлен на объяснение роли дифференциальной экспрессии генов в реализации программы развития многоклеточных организмов, молекулярных и клеточных основ наследственности; описывает уровни организации фибрилл хроматина, понятие кода гистонов, понятие генома импринтинга у плацентарных млекопитающих; способы определения молекулярных механизмов ремоделирования хроматина, определения наследованных изменений пространственной конформации белков с фенотипическими особенностями; объясняет способы модификации гистонов, ремоделирования хроматина, регуляции экспрессии генов на уровне нуклеотидной последовательности.