Кафедра физико-химической биологии и биотехнологии
Кафедра была создана в 1982 году одновременно с открытием в МФТИ факультета физико-химической биологии (ФФХБ). Сейчас кафедра базируется на ФБМФ. Научной базой кафедры является Институт биоорганической химии РАН имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ), который широко известен и в нашей стране и за рубежом своими фундаментальными работами по физико-химическому исследованию живой материи.
Главной задачей кафедры является подготовка высококвалифицированных специалистов по новейшим направлениям современной биологии, таким как структура и функции биополимеров, генная и белковая инженерия, молекулярные основы иммунологии и онкологии, структура и функции биологических мембран, био- и нанотехнология.
О кафедре
Учебные курсы в бакалавриате
Актуальные проблемы физико-химической биологии и биотехнологии
- Биотехнологии и биологическая эволюция
- Молекулярная селекция и направленная эволюция в биотехнологии
- Современные медицинские технологии и эволюция человека
- Проблемы технологий долголетия
- От пространственной структуры белка к его функциям
- От вторичной к третичной структуре белка
- Третичная структура белка и доменная организация белков
Биоорганическая химия
- Аминокислоты
- Биологическая роль пептидов
- Деградация белков в клетке. Молекулярные шапероны
- Основные этапы развития химии белка. Биологическая роль белков.
- Первичная структура белков
- Посттрансляционная модификация белков, сортинг белков в клетке
- Пространственная структура пептидов и белков.
- Ферменты
- Химическая модификация белков и химический синтез пептидов
Химия нуклеиновых кислот и основы генной инженерии
- Антисмысловые олигонуклеотиды и РНК, рибозимы, ДНКзимы, олигонуклеотидные аптамеры
- Белковая инженерия
- Введение в генную инженерию: биотехнология, геном, ген, клонирование генов
- Векторы в генной инженерии
- Выяснение первичной структуры нуклеиновых кислот
- Методы исследования генома и экспрессии генов
- Пространственная структура нуклеиновых кислот
- Процессы с участием нуклеиновых кислот
- Трансгенные животные
- Ферменты гидролиза и биосинтеза нуклеиновых кислот
- Химико-ферментативный синтез нуклеиновых кислот
Гликобиология
- Структурные, энергетические, эволюционные и специфические функции углеводных цепей
- Типы гликоконъюгатов
- Строение и стереохимия моносахаридов
- Установление строения олигосахаридных цепей и сложных гликоконъюгатов химическими, физико-химическими и ферментативными методами
- Химический синтез олигосахаридов: стратегия и тактика.
- Гликобиология
- Патологические процессы в организме человека, в которые вовлечены углеводы, лектины, гликозидазы и гликозилтрансферазы: гликозидозы, аутоиммунные заболевания, воспалительные процессы
Липидология
- Биохимия липидных сигналов
- Биоэффекторные (сигнальные) глицеролипиды
- Введение в липидологию
- Жирные кислоты
- Липидомика
- Липиды биологических мембран
- Нейролипины – семейство липидных нейроактивных веществ
- Оксилипины и окислительный метаболизм полиеновых жирных кислот. Липоксигеназное окисление полиеновых жирных кислот
- Структурная организация биологических мембран
- Сфинголипиды как биоэффекторы
- Циклооксигеназные продукты окислительного метаболизма полиеновых жирных кислот
- Эпоксигеназа и ее продукты. Свободнорадикальное окисление полиеновых жирных кислот
Учебные курсы в магистратуре
Молекулярные механизмы мембранного транспорта
- понятие о проницаемости клеточной мембраны;
- принципы структурной организации АТФаз;
- молекулярные механизмы передачи нервного импульса;
- принцип действия нейротоксинов;
- структура и функция натриевых, кальциевых и калиевых каналов, глутаматных рецепторов, механорецепторов;
- молекулярные механизмы экзоцитоза
Молекулярные механизмы регуляции иммунной системы
- основные вехи развития иммунологии;
- понятие о врожденном и адаптивном иммунитете;
- понятие об антигенах;
- понятие о главном комплексе гистосовместимости;
- общие черты и роль в иммунном ответе цитокинов;
- понятие о системе комплемента;
- основные понятия иммунопатологии
Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии
- актуальные задачи, стоящие перед физико-химической биологией и биотехнологией;
- основные приемы подачи научной информации;
- основные понятия физико-химической биологии и биотехнологии
Системная биология
- Сборка геномов de novo;
- Биоинформатический анализ масс-спектрометрической информации в протеомике;
- Введение в биоинформатику;
- Визуализация экспериментальных данных в постгеномной биологии;
- Геномика;
- Геномное картирование;
- Обработка транскриптомных данных;
- Представление геномной информации;
- Протеомика;
- Статистический анализ геномных, протеомных и транскриптомных данных;
- Технологии чтения биологических текстов
Геномика
- Введение и история геномики;
- Как устроены геномы и как они работают;
- Основные методы секвенирования ДНК;
- Молекулярные базы данных и аннотация геномных последовательностей;
- Эволюция геномов;
- Организация геномов различных групп организмов;
- Функциональная геномика
Животные модели для молекулярной биологии и биомедицины
- Понятие животной модели, критерии выбора и ограничения применения в молекулярной биологии и биомедицине.
- Генетически модифицированные животные модели, использование CRISPR/Cas9, TALEN, ZFN для конструирования линий с заданными изменениями генома (например, по гену p53).
- Применение животных моделей в исследовании инфекционных заболеваний, включая COVID‑19, и разработке подходов к терапии.
- Сравнение in vivo, in vitro и in silico подходов при создании и использовании моделей в биомедицинских исследованиях.
- Нематода C. elegans как модельная система: особенности биологии, генетики и области применения.
- Позвоночные модельные организмы (например, рыбки и млекопитающие) в доклинических исследованиях лекарственных средств.
- Этические аспекты работы с лабораторными животными и современные стандарты благополучия животных.
- Использование животных моделей для изучения патологических процессов и молекулярных механизмов заболеваний человека.
- Подбор адекватной модели для решения конкретных научных и прикладных задач биомедицины.
- Ограничения переносимости результатов с животных моделей на человека и пути их минимизации.
Физико-химический анализ биополимеров
- Структурная организация биополимеров и связи между структурой и функцией.
- Оптические и спектроскопические методы анализа белков и нуклеиновых кислот.
- Флуоресцентные методы, в том числе молекулярная спектроскопия и FRET, для изучения конформации и взаимодействий.
- Методы компьютерного (in silico) анализа структуры биополимеров.
- Мас‑спектрометрия в исследовании белков и других биомолекул.
- Фурье‑ИК‑спектроскопия (FTIR) для анализа вторичной структуры.
- Рентгеноструктурный анализ и работа с базой PDB.
- Электрофоретические и хроматографические методы разделения биополимеров.
- Микроскопические методы высокого разрешения (атомно‑силовая, сканирующая туннельная микроскопия) в биофизике биополимеров.
- Комплексный подход к анализу биополимеров в протеомике и структурной биологии.
Преподаватели курсов
На кафедре ведется набор на два направления магистратуры:
Биофизика и биоинформатика
Диплом по специальности
03.04.01 Прикладные математика и физика
Поступить на программу
Биотехнология
Диплом по специальности
19.04.01 Биотехнология
Специализация
Специализация
Смотреть видео об институте
Контакты
Представители кафедры
Зам. заведующего кафедрой
Захар Шенкарёв, д. ф.-м. н.
zakhar-shenkarev@yandex.ru
Секретарь
Гавриленкова Алина
gavrilenkova.aa@phystech.edu
Захар Шенкарёв, д. ф.-м. н.
zakhar-shenkarev@yandex.ru
Секретарь
Гавриленкова Алина
gavrilenkova.aa@phystech.edu
Анна Дух
dukh.as@mipt.ru
dukh.as@mipt.ru
Куратор программы от ФБМФ
ИБХ РАН
117997, г. Москва ул. Миклухо-Маклая 16/10