Кафедра молекулярной и клеточной биологии
Кафедра молекулярной и клеточной биологии ФБМФ готовит специалистов высшей квалификации с разносторонним опытом изучения биомолекулярных систем для проведения исследований в области фундаментальных наук о жизни и биотехнологии, а также для практических работ по созданию новых медицинских препаратов и оборудования.
Научные исследования проводятся по следующим основным направлениям:
молекулярная и клеточная инженерия; биоинженерия; онкогеномика, онкодиагностика, онкопрогностика, онковирусология; подвижные и повторяющиеся генетические элементы животных и их эволюция; молекулярная иммунология; структура и молекулярная динамика биополимеров; создание новых биологически активных соединений; генетическая энзимология; передача сигнала на молекулярном и клеточном уровнях;геномная и протеомная биоинформатика; разработка фундаментальных основ новых молекулярных и клеточных технологий, бионанотехнологии; геномика растений.
О кафедре
Учебные курсы в бакалавриате
1
Молекулярная биология гена
- ДНК – носитель генетической информамации. Гены и геномы.
- Механизмы регуляции экспрессии генов и генетического аппарата как целого.
- Основные типы повреждений ДНК. Репарация ДНК.
- Пост-транскрипционные процессы.
- Рекомбинация ДНК.
- Репликация ДНК.
- Транскрипция ДНК.
- Упаковка ДНК в ядре.
2
Методы молекулярной и клеточной биологии
- Культивирование эукариотических клеток in vitro. Первичные и иммортализованные клетки. Получение иммортализованных клеток.
- Модуляция экспрессии генов. Малые шпилечные РНК. Редактирование генома системой CRISPR/Cas9. Доставка нуклеотидных последовательностей в целевые клетки.
- Методы анализа экспрессии генов. qRT-PCR. Транскриптомный анализ.
- Проточная цитометрия. Сортировка клеток. Изучение поверхностных белков клеток.
- Методы анализа белков. Вестерн-блоттинг. Флуоресцентная микроскопия.
- Омиксные технологии. Геномика. Транскриптомика.
- Омиксные технологии. Эпигеномика. Протеомика.
- Создание in vivo моделей различных заболеваний. CDX и PDX мышиные модели.
- Создание in vivo моделей. Knock-in и Knock-out модели.
- Секвенирование одиночной клетки.
- Анализ данных. Дифференциальная экспрессия генов. Gene Ontology.
3
Ретровирусы и ретровирусные векторы в генной терапии
- Аденовирусные векторы. Векторы на основе аденоассоциированного вируса. Векторы на основе вируса осповакцины. Преимущества и недостатки каждой из рассматриваемых векторных систем.
- Вирусные векторы, основные принципы их конструирования. Подходы использования: in vivo и ex vivo.
- Генная и клеточная терапия. Предпосылки создания этого направления современной биомедицины. Главные направления генной терапии. Области применения и основные подходы и методы.
- Итоги 25-летней эволюции генной и клеточной терапии. Перспективы использования.
- Простые и сложные ретровирусы. Векторы на основе вирусов лейкоза мышей и HIV (вируса иммунодефицита человека).
- Современные методы переноса и экспрессии целевых и маркерных генов и их применение в биомедицине, биотехнологии, фармакологическом производстве и сельском хозяйстве.
4
Физика ДНК
- Геометрия и топология КЗ ДНК
- Дебаевское экранирование и полиэлектролитные свойства ДНК
- Идеальная цепь, свободное блуждание, гауссов клубок
- Изгибная жесткость молекулы ДНК
- Измерение размеров полимерных клубков
- Кольцевые замкнутые ДНК
- Модель Изинга
- Неканонические структуры ДНК
- Объемные взаимодействия
- Определение торсионной жесткости ДНК
- Основные сведения по статистической физике макромолекул
- Отличие перехода спираль-клубок в линейном полимере от истинных фазовых переходов
- Переход спираль-клубок в ДНК
- Плавление гетерополимера
- Плавление КЗ ДНК
- Статистическая термодинамика перехода спираль-клубок в гомополимере
- Торсионная жесткость, флуктуации спирального вращения
- Экспериментальное определение числа сверхвитков
- Эксперименты со «сверхрастяжением» отдельной молекулы ДНК
5
Биофизика молекулярных систем
- Антибиотики
- Вычислительные методы анализа структуры РНК
- Генетический код
- ДНК – носитель наследственности
- Инициация и терминация трансляции
- Короткие и длинные некодирующие РНК
- Механизм синтеза белка
- Основы геномики. Методы и задачи
- Основы классической генетики
- Полиморфизм структуры НК
- Пространственная структура ДНК
- Процессинг РНК
- Рибозимы и концепция «Мир РНК»
- Секвенирование ДНК. I
- Секвенирование ДНК. II
- Структура РНК. Экспериментальные методы.
- Трансляционный аппарат клетки
6
Физико-химические методы исследования биополимеров
- Физико-химические методы исследования биополимеров
- Адсорбционная хроматография
- Аффинная хроматография
- Биочипы
- Введение. Общий подход к выделению биополимеров.
- Гель-фильтрация как метод разделения макромолекул в растворе
- Изоэлектрофокусирование
- Иммунохимические методы
- Иммуноэлектрофорез
- Ионобменная хроматография
- Методы получения экстрактов биологических материалов
- Микро- и ультрафильтрация
- Общие принципы устройства хроматографической системы высокого давления (HPLC)
- Ультрацентрифугирование
- Электрофорез нуклеиновых кислот
- Электрофорез в ПААГ в присутствии SDS
7
Молекулярная биология клетки
- Молекулярные и клеточные основы распространенных патологий человека
- Основные методы, применяемые в молекулярной и клеточной биологии
- Структура человека на уровне молекул, клеток, тканей и систем
Учебные курсы в магистратуре
1
Оптические методы исследований
- Физические основы поглощения света и его применение для изучения свойств биомолекул
- Спектроскопия кругового дихроизма (КД)
- Флуоресцентная спектроскопия
2
Генная инженерия и методы молекулярной биологии
• Введение ДНК в соматические и половые клетки млекопитающих
• Векторы для клонирования генов в бактериях. Плазмидные векторы.
• Генетическая инженерия дрожжей
• Геном человека и постгеномные технологии в молекулярной биологии.
• Методы изучения экспрессии генов у эукариот.
• Новые стратегии секвенирования ДНК.
• Основы генетической инженерии растений
• Основы генетической инженерии стволовых клеток.
• РНК-интерференция
• Ферменты обмена нуклеиновых кислот, используемые в генетической инженерии.
• Экспрессия чужеродных генов в бактериях. Получение и очистка рекомбинантных белков
• Векторы для клонирования генов в бактериях. Плазмидные векторы.
• Генетическая инженерия дрожжей
• Геном человека и постгеномные технологии в молекулярной биологии.
• Методы изучения экспрессии генов у эукариот.
• Новые стратегии секвенирования ДНК.
• Основы генетической инженерии растений
• Основы генетической инженерии стволовых клеток.
• РНК-интерференция
• Ферменты обмена нуклеиновых кислот, используемые в генетической инженерии.
• Экспрессия чужеродных генов в бактериях. Получение и очистка рекомбинантных белков
3
Клеточная и молекулярная иммунология
• Устройство, клеточный состав и закономерности функционирования иммунной системы человека и других млекопитающих;
• Современные представления о молекулярных и клеточных механизмах иммунного распознавания патогенов;
• Генетические и биохимические механизмы иммунных реакций;
• Роль иммунной системы в развитии социально значимых заболеваний;
• Механизмы действия основных классов лекарственных препаратов, воздействующих на иммунитет;
• Эволюция молекулярных механизмов иммунитета
• Современные подходы к изучению иммунитета у человека и у экспериментальных животных.
• Современные представления о молекулярных и клеточных механизмах иммунного распознавания патогенов;
• Генетические и биохимические механизмы иммунных реакций;
• Роль иммунной системы в развитии социально значимых заболеваний;
• Механизмы действия основных классов лекарственных препаратов, воздействующих на иммунитет;
• Эволюция молекулярных механизмов иммунитета
• Современные подходы к изучению иммунитета у человека и у экспериментальных животных.
4
Молекулярные основы лекарственной устойчивости патогенных бактерий и вирусов
• Базовые принципы действия антибиотиков и противовирусных препаратов на молекулярные мишени;
• Проблемы применения антимикробных и противовирусных препаратов при современных тенденциях распространения лекарственно-устойчивых форм микроорганизмов и вирусов;
• Экспериментальные основы молекулярной биологии и молекулярной диагностики
• Проблемы применения антимикробных и противовирусных препаратов при современных тенденциях распространения лекарственно-устойчивых форм микроорганизмов и вирусов;
• Экспериментальные основы молекулярной биологии и молекулярной диагностики
5
Молекулярные и клеточные основы биологии развития
• Фундаментальные основы биологии развития и функционирования раннего зародыша разных видов животных;
• Современные уровень знаний и проблемы биологии развития;
• Возможности приложения полученных знаний в медицине, фармакологии, биотехнологии и других смежных областях
• Современные уровень знаний и проблемы биологии развития;
• Возможности приложения полученных знаний в медицине, фармакологии, биотехнологии и других смежных областях
6
Биомолекулярные взаимодействия
• Взаимодействия биологических макромолекул друг с другом,
• Образования специфичных комплексов ДНК-лиганд,
• Экспериментальные методы обнаружения и тестирования процесса образования комплексов ДНК-лиганд,
• Методы сравнительного определения стабильности и структурных характеристик комплексов,
• Теории адсорбции протяженных лигандов на регулярных полимерах
• Образования специфичных комплексов ДНК-лиганд,
• Экспериментальные методы обнаружения и тестирования процесса образования комплексов ДНК-лиганд,
• Методы сравнительного определения стабильности и структурных характеристик комплексов,
• Теории адсорбции протяженных лигандов на регулярных полимерах
7
Молекулярная вирусология
• Структура вирусов
• Механизмы развития вирусной инфекции,
• Основные ферменты вирусов,
• Регуляция сборки вирионов, механизмы упаковки геномов в капсид,
• Противовирусные препараты и использование вирусных частиц в медицине.
• Механизмы развития вирусной инфекции,
• Основные ферменты вирусов,
• Регуляция сборки вирионов, механизмы упаковки геномов в капсид,
• Противовирусные препараты и использование вирусных частиц в медицине.
8
Современная биохимия
- Гликолиз и связанные с ним метаболические пути, цикл Кребса. Альтернативные источники углерода для цикла Кребса. Онкометаболиты
- Дыхательная активность митохондрий, структура митохондрий. Суперкомплесы
- Метаболизм жирных кислот и триглицеридов. Метаболизм нуклеотидов. Нуклеоз(т)идные ингибиторы репликации вирусов.
- Метаболизм триптофана, аргинина, пролина, серо-содержащих аминокислот, биогенных полиаминов
- Методы анализа клеточного метаболизма
- Роль органелл в клеточном метаболизме
- Редокс-биология
- Изменения метаболических процессов при онкологических, аутоиммунных и инфекционных заболеваниях
Преподаватели курсов
- Купраш Дмитрий Владимирович
ПрофессорМолекулярная и клеточная иммунология - Егоров Егор ЕвгеньевичПрофессорМолекулярная и клеточная биология
- ПрофессорМолекулярные основы лекарственной устойчивости патогенных бактерий и вирусов
- Доцент
На кафедре ведется набор на три направления магистратуры:
Биофизика и биоинформатика
Диплом по специальности
03.04.01 Прикладные математика и физика
Поступить на программы
Биотехнология
Диплом по специальности
19.04.01 Биотехнология
Специализация
Молекулярные биология и биофизика
Специализация
Биология
Диплом по специальности
06.04.01 Биология
Специализация
Молекулярные биология и иммунология
Контакты
Зам. заведующего кафедрой, к.б.н.
Анна Дух
dukh.as@mipt.ru
dukh.as@mipt.ru
Куратор магистерских программ от ФБМФ
ИМБ РАН
119991, г. Москва,
ул. Вавилова, 32с1
ул. Вавилова, 32с1