Физиология рецепторов и сигнальных систем клетки

2
3
1. Цели и задачи изучения
дисциплины, ее место в системе
подготовки аспирантов, требования к уровню освоения содержания
дисциплины.
Цель изучения дисциплины − всесторонняя (теоретическая и
практическая) подготовка аспирантов к самостоятельному выполнению в
области исследования физиологии рецепторов, сигнальных систем клетки и
молекулярной эндокринологии.
Достижение названной цели предполагает решение следующих
учебных задач дисциплины (модуля):
− сформировать общее представление о физиологии рецепторов и
сигнальных систем клетки (молекулярной эндокринологии) как разделе
клеточной биологии;
− сформировать у аспирантов четкое понимание связи молекулярной
эндокринологии с другими биологическими дисциплинами – биохимией,
молекулярной биологией, эндокринологией, физиологией;
− сформировать у аспирантов представление о рецепторах как
структурах, обеспечивающих взаимодействие клеток с окружающей средой;
− сформировать у аспирантов представление о сигнальных системах
как основных механизмах, обеспечивающих передачу воздействия гормонов,
нейротрансмиттеров и других регуляторов на физиологические и
биохимические процессы в клетках;
− подготовить аспирантов к самостоятельному проведению
экспериментальных исследований, анализу полученных результатов,
пользованию системами поиска научной литературы и написанию статей.
2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной
образовательной программы послевузовского профессионального
образования (аспирантура).
Дисциплина «Физиология рецепторов и сигнальных систем клетки молекулярная эндокринология» является дополнительной (по выбору). Она
интегрирует несколько значимых в профессиональной подготовке аспиранта
по специальности 03.03.01 «Физиология» областей биологии – физиологию
рецепторов и сигнальных систем, а также молекулярную эндокринологию.
Содержание курса включает определенные разделы молекулярной биологии
(код специальности 03.01.03), биохимии (код специальности 03.01.04) и
клеточной биологии (код специальности 03.03.04). Поэтому в курсе обучения
аспиранты получают межотраслевые знания, методологию перечисленных
областей в сравнительном аспекте. Полученные аспирантом знания и навыки
могут быть полезны при подготовке и написании диссертации по
специальности 03.03.01. Как дисциплина по выбору может быть
рекомендована для других специальностей подготовки ИБР РАН.
Курс предполагает наличие у аспирантов знаний по общей физиологии,
клеточной биологии, цитологии, гистологии, молекулярной биологии,
биохимии, генетике, математической биологии и биоинформатики в объеме
программы высшего профессионального образования.
4
3. Компетенции обучающегося, формируемые
в
результате
освоения дисциплины.
В результате освоения программы данной дисциплины формируются
следующие компетенции:
универсальные компетенции:
1) способность к критическому анализу и оценке современных научных
достижений,
умение
генерировать
новые
идеи
при
решении
исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных
областях (УК-1);
2) способность проектировать и осуществлять комплексные исследования, в
том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного
мировоззрения, основанного на углубленном знании широкого круга
биологических проблем и с использованием знаний в области истории и
философии (УК-2);
3) готовность участвовать в работе российских и международных
исследовательских коллективов по решению научных, научно-практических
и научно-образовательных задач (УК-3);
4) готовность использовать современные методы и технологии научной
коммуникации на государственном и иностранном языке (УК-4);
5)способность
планировать
и
решать
задачи
собственного
профессионального и личностного развития (УК-5).
общепрофессиональные компетенции:
1) способность самостоятельно осуществлять научно- исследовательскую
деятельность
в
соответствующей
профессиональной
области
с
использованием современных методов исследования и информационнокоммуникационных технологий (ОПК-1);
2) способность передавать методический и научно-исследовательский опыт в
подготовке научно-педагогических кадров (ОПК-2);
3) готовность к преподавательской деятельности по основным
образовательным программам высшего образования и программам
дополнительного образования (ОПК-3).
профессиональные компетенции:
1) способность интегрировано применить знания из областей физиологии
рецепторов, сигнальных систем, молекулярной эндокринологии, клеточной
биологии, цитологии, гистологии, биохимии и биоинформатики для
понимания закономерностей формирования и функционирования рецепторов
разной модальности, сигнальных каскадов клеток и молекулярных
гуморальных регуляторов функций, принципов системной организации и
адаптации организмов, закономерности взаимодействия рецепторных и
сигнальных систем со средой с учетом современных достижений в решении
комплексных исследовательских биологических задач (ПК-1);
2) способность проводить комплексный анализ рецепторных и сигнальных
систем, самостоятельно ставить задачу исследования, ориентируясь на
наиболее актуальные проблемы изучения физиологии рецепторов,
сигнальных систем и молекулярной эндокринологии, имеющие значение для
понимания принципов и регуляции функционирования, как на уровне клетки,
5
так и целого организма; грамотно планировать
физиологический
эксперимент в данной межотраслевой области физиологии, личный и
проводимый в группе, а также реализовывать его на практике (ПК-2);
3) способность к комплексному, систематическому и оптимальному анализу
полученных научно-исследовательских функциональных результатов для
формирования и развития собственной тематики исследований и
представления их в современных рейтинговых формах – публикации,
интернет ресурсы, гранты, патенты.
В результате изучения дисциплины «Физиология рецепторов и
сигнальных систем клетки - молекулярная эндокринология» аспирант
должен:
– знать:
‒ место и роль дисциплины «Физиология рецепторов и сигнальных
систем клетки - молекулярная эндокринология» в своей будущей научной и
практической деятельности и взаимосвязи дисциплины с другими областями
физиологии, биологии развития, клеточной биологии и медицины;
‒ основные приемы физиологических, биофизических, молекулярнобиологических способов анализа;
‒ принципы обработки результатов с применением современных
компьютерных программ и баз данных;
‒ особенности основных модельных объектов и основы современных
методов создания модельных объектов;
‒ ориентироваться в достижениях ведущих школ в области изучения
физиологии
рецепторов,
сигнальных
систем
и
молекулярной
эндокринологии;
– уметь:
‒ сочетать традиционные физиологические, биохимические и
современные
молекулярно-генетические
методы
для
увеличения
эффективности исследования;
‒ работать с биологическими объектами в соответствии с
существующими этическими правилами проведения экспериментов с
животными;
‒ свободно пользоваться информационными базами данных;
‒ анализировать и представлять полученные результаты, писать статьи и
обзоры, делать устные сообщения;
– владеть:
− базовыми технологиями сбора и преобразования информации;
− текстовыми и табличными редакторами, поиском в сети Интернет;
− техникой постановки корректного эксперимента в области физиологии
рецепторов, сигнальных систем и молекулярной эндокринологии;
− навыками анализа методологических проблем в области исследования
физиологии рецепторов и сигнальных систем, возникающих при решении
исследовательских и практических задач;
− навыками адекватного выбора объекта исследования и проведения
эксперимента;
6
− методологическими навыками и приемами передачи своих знаний в
педагогической практике;
− навыками критического анализа и оценки собственных результатов и
современных научных достижений по решению исследовательских и
практических задач, в том числе в междисциплинарных областях.
4. Структура и содержание дисциплины
Вид занятий
Количество
часов
Лекции
Лабораторно-практические занятия
Самостоятельная работа
зачет
ИТОГО
12
22
37
1
72
5. Образовательные технологии.
Лекции, лабораторно-практические занятия, молодежные конференции,
научные школы молодых ученых, участие в написании статей и тезисов
научных конференций.
6.
Учебно-методическое
обеспечение
самостоятельной
работы
аспирантов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости.
Библиотечные и Интернет-ресурсы, консультации по методической части
работы с ведущими специалистами Института, работа в общеинститутских
блоках.
Проверка усвоения материала дисциплины осуществляется в форме
собеседований и докладов на семинарах по данной дисциплине.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Белоусов Л.В. Основы общей эмбриологии. М.: МГУ, 2005 г.
2. Авдонин П.В., Ткачук В.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций.
Наука 1994.
3. Коштоянц Х.С. Основы сравнительной физиологии. Т.1,2. Москва 1951.
4. Николс Дж. Г., Мартин А.Р., Валлас, Б. Дж., Фукс П.А. От нейрона к
мозгу. УРСС Москва, 2003.
5. Сравнительная физиология животных. П.Р. Проссер Л., Мир. Москва,
1977. т. 1-3.
6. Шмидт-Ниелсен К. Физиология животных. Прспособление и среда. М.:
Мир, 1982.
7. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.:
Медицина, 1975.
8. Бузников Г.А. Низкомолекулярные регуляторы зародышевого развития.
М.: Наука, 1967.
9. Орбели Л.А. Избранные труды. М.: Изд-во АН СССР, 1961.
10. Сахаров Д.А. Генеалогия нейронов. М.: Наука, 1974.
7
11.Гилберт С. Биология развития
Спб. Планета. т. 1-3, 2010 г.
12.Дондуа А.К. Биология развития. СПбГУ. 2005
13.Дьюкар З. Клеточные взаимодействия в развитии животных. М., 1978 г.
14.Зепгбуш П. Молекулярная и клеточная биология. Т.3. М.: Мир, 1982 г.
15.Корочкин Л.И. Введение в генетику развития. М.: Наука, 2000 г.
16.Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития. 2002.
17.Нейфах А.А., Лозовская Е.Р. Гены и развитие организма. М.: Наука,
1984 г.
18.Физиология человека. Под редакцией Р.Шмидта и Г.Тевса. Т.т. 1-3. Издво "Мир", Москва, 1996.
19.TEXTBOOK of RECEPTOR PHARMACOLOGY Edited by John C.
Foreman, Torben Johansen. CRC PRESS Boca Raton London New York
Washington, D.C. 2003, 289 p.
Дополнительная литература
1. Авдонин П.В. Структура и сигнальные свойства сопряженных с Gбелками рецепторных комплексов. Биол. мембраны 2005, т.22, №1, с.326.
2. Burgoyne, J. R., Madhani, M., Cuello, F., Charles, R. L., Brennan, J. P.,
Schroder, E., Browning, D. D., Eaton, P. Cysteine redox sensor in PKGIalpha enables oxidant-induced activation. Science 317: 1393-1397, 2007.
3. Chikuda, H., Kugimiya, F., Hoshi, K., Ikeda, T., Ogasawara, T., Shimoaka,
T., Kawano, H., Kamekura, S., Tsuchida, A., Yokoi, N., Nakamura, K.,
Komeda, K., Chung, U., Kawaguchi, H. Cyclic GMP-dependent protein
kinase II is a molecular switch from proliferation to hypertrophic
differentiation of chondrocytes. Genes Dev. 18: 2418-2429, 2004.
Базовые журналы
1. Nature
2. Science
3. Acta Naturae (англоязычная версия)
Парк-медиа
4. Biopolymers and Cell
Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
5. Invertebrate Zoology
Общество с ограниченной ответственностью Товарищество научных
изданий КМК
6. Биомедицина
Научный центр биомедицинских технологий Федерального медикобиологического агентства
7. Биомедицинская химия
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н.
Ореховича
8. Вестник Московского университета. Серия 16: Биология
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
8
9. Успехи молекулярной
онкологии
Издательский дом "АБВ-пресс"
10.Успехи наук о жизни
Редакция журнала "Успехи наук о жизни"
11.Успехи современного естествознания
Издательский Дом "Академия Естествознания"
12.Экологическая генетика
ООО "Издательство Н-Л"
13. Биоорганическая химия
14.Биологические мембраны
15.Биохимия
16.Генетика
17.Доклады Российской академии наук
18.Журнал высшей нервной деятельности им. И.П.Павлова
19.Журнал общей биологии
20.Журнал эволюционной биохимии и физиологии
21.Зоологический журнал
22.Известия РАН, серия Биологическая
23.Молекулярная биология
24.Онтогенез
25.Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова
26.Сенсорные системы
27.Успехи современной биологии
28.Успехи физиологических наук
29. Физиология человека
30. Цитология
Доступны также следующие информационные ресурсы:
№
Ссылка на информационный
п/
ресурс
п
1
2
6
http://www.nature.com/nature
http://www.
nature.com/methods
http://www.
nature.com/nanotechnology
http://www.annualrevierws.or
g
http://www.sciencedirect.com/
science
http://www.springerlink.com
7
http://www.elsevier.com
3
4
5
Nature
Nature Methods
Доступно
сть
(количест
во точек
доступа)
143
143
Nature Nanotechnology
143
Annual Reviews. База
143
ScienceDirect. База журналов
издательства Elsevier
SpringerLink. База журналов
издательства Springer
Elsevier Поисковая система
публикаций
143
Наименование
разработки в электронной
форме
143
143
9
Доступно
сть
(количест
во точек
доступа)
8 http://www.scopus.com
Scopus
(Elsevier). 143
Библиографическая
база
данных
9 http://www.springer.com
Springer Поисковая система
143
публикаций
10 http://onlinelibrary.wiley.com/ Wiley Электронная библиотека 143
11 http://online.sagepub.com/
Sage Journals
143
143
12 http://www.annualreviews.org Annual Reviews Sciences
Collection
/
13 http://www.sciencemag.org/jo Science/AAAS
143
urnals
14 http://www.questel.com
Questel Patent. База данных
143
патентов
№ Ссылка на информационный Наименование
разработки в электронной
п/ ресурс
форме
п
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
В профильных лабораториях (физиологии рецепторов и сигнальных
систем, нервных и нейроэндокринных регуляций, нейробиологии развития, а
также в группе эмбриофизиологии лаборатории проблем регенерации)
имеется следующее оборудование: компьютеры в комплекте, холодильники
+4°С, Sanyo, морозильная камера −20°С, Sanyo, низкотемпературный
холодильник −70°С, Sanyo, холодная комната +4°С, вытяжные шкафы
Labconco, гомогенизатор IKA I10 basic Homogenizer work center, весы
Sartorius 1212 MP, флуориметр Versa Fluor Fluorometer фирмы BIO-RAD с
набором фильтров: специальный водяной термостат, центрифуги Eppendorf,
ультрацентрифуга Minispin Eppendorf, весы Sartorius 1212 MP, рН-метр
Mettler Toledo, система очистки воды, бидистилятор Cyclon Sanyo,
стеклянный дистиллятор Sanyo, оборудование для белковых электрофорезов
и Вестерн-блоттинга BIO-RAD, спектрофотометр BIO-RAD, комплекты
автоматических пипеток фирмы Eppendorf, система анализа изображения
ImageJ, криостат HM 560, инвертированный флуоресцентный микроскоп
Olympus, просмотровые инвертированные микроскопы Zeiss, цифровое
фотокамеры Olympus DP79, бинокулярная лампа-микроскоп SteREO Zeiss,
конфокальный микроскоп Leica TCS SP, система анализа изображения Leica
DMRXA2.
Научные вспомогательные подразделения: научно-образовательный
центр «Биология индивидуального развития: клеточные механизмы
дифференцировки, морфогенеза и восстановительных процессов» (НОЦ
БИР), центр клеточных технологий, группа оптических методов
исследования, группа секвенирования, группа биологии экспериментальных
животных.