Аннотация МОП &quot

Аннотация магистерской образовательной программы
510610 Биофизика
Направление 510600 Биология
Составитель - д.ф.-м.н., проф. Медвинский А.Б.
Пущино 2005
Современная биофизика – это динамично развивающаяся область научных
исследований, нацеленных на выявление базисных физических свойств биологических и
экологических систем и явлений: от строения и динамики молекул до пространственновременной организации популяций. Жизненная важность биофизических процессов и их
комплексный характер требуют междисциплинарного подхода к решению проблем,
встающих перед биофизиками. Поэтому создание научных программ и подготовка
высококвалифицированных кадров для решения научных и научно-практических задач,
связанных с проблемами изучения основ функционирования живых систем, являются
чрезвычайно актуальными.
Магистерская программа «Биофизика» отражает междисциплинарный характер
биофизических исследований и наряду с фундаментальными разделами биофизики
включает уникальные курсы, направленные на подготовку специалистов широкого
профиля. К числу таких курсов относятся: структура и функция биополимеров, клеточная
и тканевая инженерия, основы создания биоматериалов, физико-химические основы
радиационных процессов, биофизика клетки, экологическая биофизика и др.
Программа ориентирует магистрантов на выполнение научных исследований и
подготовку магистерских диссертаций по следующим направлениям:
 исследование
механизмов
самоорганизации
биологических систем
на
макромолекулярном, клеточном и организменном уровнях.
 исследование процессов тканеобразования in vitro и in vivo.
 создание модельных систем, имитирующих поведение и самоорганизацию
биологических структур, для целей клеточной и органной инженерии.
 общие свойства активных сред
 действие малых доз радиации на различные организмы
 повреждение и репарация ДНК
 молекулярные механизмы мутагенеза
 генные и хромосомные мутации
 механизмы гибели клеток
 генетическая нестабильность
 изменение экспрессии генов (в том числе онкогенов и антионкогенов)
Программа включает общие обязательные дисциплины по направлению и
специальные курсы:
1. Биология клетки - к.б.н. Азарашвили А.А.
2. Общая физиология возбудимых клеток - чл.-корр. РАН Чайлахян Л.М.
3. Структура и функция биополимеров – д.х.н. Брусков В.И.
4. Введение в биохимию. Биохимия - к.х.н. Седельникова Э.А.
5. Биоэнергетика - д.м.н., проф. Маевский Е.И.
6. Генная инженерия – д.б.н. Железная Л.А.
7. Тканевая инженерия - к.ф.-м.н. Селезнева И.И.
8. Основы создания биоматериалов и методология их доведения до клинического
использования – чл.-корр. РАН Иваницкий Г.Р.
9. Физико-химические основы радиационгнх процессов - д.х.н. Брусков В.И.
1
10. .Молекулярные основы последствий действия физических факторов на
биологические системы - д.б.н., проф. Газиев А.И.
11. Современные проблемы биофизики – д.ф.-м.н., проф. Медвинский А.Б., д.ф.-м.н
Полозов Р.В.
12. Физико-химические методы исследования (практикум) – ст.н.сотр. Сирота Н.П.
13. Методы биофизических исследований (практикум) - д.ф.-м.н. Кутышенко В.П.,
д.б.н. Погорелов А.Г., к.ф.-м.н. Монтрель М.М.
14. Автоматизация научного эксперимента - к.ф.-м.н. Ильясов Ф.Э.
Все лекторы могут обеспечить научное руководство магистрантов (студентов).
Занятия с магистрантами проводятся на базе Института теоретической и
экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН). Лекции и семинарские занятия проводятся в
семинарских комнатах института.
Магистранты осуществляют практические и научно-исследовательские работы
в следующих лабораториях:
 Лаборатория клеточной инженерии (зав. лаб. – д.б.н. Белецкий И.П., к. 337, 351,
т. 441,447). Исследование молекулярных механизмов клеточной гибели.
 Лаборатория изотопных исследований (зав. лаб. – д.х.н. Брусков В.И., к. 201218-к. ист. изл.,т. 497). Исследование физико-химических механизмов образования
активных форм кислорода и других биологически активных продуктов
(гидратированного электрона, активных форм азота, хлора и др.) в результате
воздействия на растворы и биологические объекты тепла, ультрафиолетового и
видимого света, ионизирующего излучения и ионов уранила. Поиск новых
природных биоантиоксидантов и радиопротекторов. Создание профилактических
биологически активных пищевых добавок и лечебных антидотов, устраняющих
патологические последствия окислительного стресса, обусловленного действием
неблагоприятных факторов среды, в организме млекопитающих.
 Лаборатория кристаллофизики и рентгеноструктурных исследований с
использованием синхротронного излучения (зав. лаб. – к.ф.-м.н. Вазина А.А.,
к.235, т. 421 ); Ферменты бактериальных систем рестрикции-модификации. Связь
между структурой и функцией, регуляция экспрессии генов.
 Лаборатория роста клеток и тканей (зав. лаб. – д.м.н. Гаврилюк Б.К., к. 218-к.кл.,
т. 497). Разработка и исследование новых биоматериалов для целей медицины и
тканевой инженерии. Разработка технологии терапевтического клонирования.
 Лаборатория радиационной молекулярной биологии (зав. лаб. – д.б.н., проф.
Газиев А.И., к.233, т. 346). Исследование индуцированной нестабильности
ядерного и митохондриального геномов животных и человека.
 Лаборатория механизмов организации биоструктур (зав. лаб. – чл.- корр. РАН,
д. ф.-м.н., проф. Иваницкий Г.Р., к. 116-к.кл., т. 355).
 Лаборатория регуляции пролиферации и гибели клеток (зав. лаб. – д.б.н.
Корыстов Ю.Н., к.422, т. 465).
 Лаборатория биофизики внутриклеточной регуляции (зав. лаб. – д.б.н., проф.
Леднев В.В., к. 220-к.кл, т. 475).
 Лаборатория биофизики возбудимых сред (зав. лаб. – д.ф.-м.н., проф.
Медвинский А.Б., к. 169, т. 238). Теоретическое исследование структуры
биомолекул в растворах;
математическое моделирование распространения
возбуждения в миокарде и пространственно-временной динамики экосистем;
исследование механизмов адаптации организмов к воздействиям окружающей
среды.
2



Лаборатория физической и радиационной химии биополимеров (зав. лаб. –
д.х.н., проф. Сухоруков Б.И., к. 407, 1-34).
Лаборатория физической биохимии (зав. лаб. – д.ф.-м.н. Харакоз Д.П., к. 326,
т.464).
Лаборатория биофизики клетки и межклеточных взаимодействий (зав. лаб. –
чл.- корр. РАН, д.б.н., проф. Чайлахян Л.М., к. 148, т.351);
Оборудование.
 комплекс оборудования для культивирования клеток,
 микрокалориметр ДАСМ-2М,
 установка для изучения физических свойств белковых кристаллов,
 системы для жидкостного счета радиоактивности: LS 6500 (Beckman,
США),
 жидкостный сцинтилляционный счетчик "Бета-1", работающий в режиме
счетчика фотонов для измерения усиленной хемилюминесценции.,
 спектрофотометры: Uvikon 923 B (Kontron Instruments S.p.a., Италия) для
оптических измерениий в ультрафиолетовой и видимой областях спектра,
 инфракрасные спектрофотометры IR Specord M80
 спектрофлюориметры MPF-44 B и FM 25A (Kontron Instruments S.p.a., Италия),
 оборудование ЯМР на базе «AvanceTM»-600 (Brucker),
 электронные микроскопы JEM-100B, JSM-U3,
 ультрамикротом фирмы Reichert, вакуумная установка Balzеrs-VF 2М,
 комплекты оборудования для гелевого электрофореза белков и ДНК,
 уникальное оборудование для гель-ЭФ индивидуальных клеток,
 персональные компьютеры: IBM PC-AT/486; AMD 233; AMD Athlon K7.
Учебный процесс обеспечен необходимыми учебниками,
периодической литературой (не менее 1 экземпляра на студента).
справочной
и
Примерный перечень тем для магистерских диссертаций.
1. Разработка систем направленной доставки клеток для тканевой инженерии и
клеточной терапии.
2. Исследование роли внеклеточного матрикса и клеточного окружения в процессе
дифференцировки стволовых клеток.
3. Повреждение ДНК под действием физико-химических факторов среды.
4. Защита молекул ДНК от повреждающих воздействий факторов среды с помощью
природных антиоксидантов.
5. Защита молекул ДНК от повреждающих воздействий факторов среды при
комплексообразовании с белками.
6. Исследование генетической нестабильности в клетках костного мозга мышей (по
хромосомным мутациям) после их хронического гамма-облучения.
7. Изучение
репарации
повреждений
ДНК
в
транскрибируемых
и
нетранскрибируемых генах тканей облученных животных.
8. Разработка физико-химических основ создания нано- и микробиореакторов,
дозаторов и изучение свойств этих конструкций.
9. Получение полых и заполненных форм полиэлектролитных нано-микрокапсул и
создание на их основе диагностикумов нового типа.
10. Калий-обусловленная полимеризация актина в зиготе мыши, регулируемая 240 pS
K(+) каналом.
11. Компьютерное гомологическое моделирование структуры цитохрома Р450 (SSC).
3
12. Сравнительное исследование эффективности репарации повреждений во
фрагментах генов у животных разного возраста.
13. Исследование индукции радиоадаптивного отклика в клетках костного мозга
мышей (по микроядерному тесту), облученных малыми дозами ионизирующей
радиации.
14. Исследование индуцированной малыми дозами радиации микро-, минисателлитной
вариабельности в ДНК клеток животных.
15. Изучение пострадиационной активации ядерных протеаз в облученных клетках
животных и человека.
16. Структурные изменения мембран при действии электромагнитного излучения.
17. Анализ поврежденности ДНК в клетках периферической крови людей разного
возраста методом "Комета-тест".
18. Определение поврежденности и репарации ДНК в клетках человека и животных
методом полимеразной цепной реакции (ПЦР).
19. Кальций-зависимые мембранные процессы: действие электромагнитного
излучения и тритерпеновых гликозидов даммаранового ряда.
20. Изучения уровня экспрессии генов эксцизионной репарации в клетках
периферической крови людей разного возраста.
21. Исследование образования делеции митохондриальной ДНК в клетках,
подвергшихся радиационному воздействию.
22. Клонирование и секвенирование генов системы рестрикции-модификации BcoK I.
23. Изучение ДНК-белкового взаимодействия регуляторного белка С-ЕсоRV c промотором.
24. Исследование клеточного метаболизма методом ЯМР высокого разрешения.
25. Исследование биологических жидкостей методом ЯМР высокого разрешения.
Список научных работ, опубликованных по тематике магистерской программы
в 2004 году :
1.
Алиев Р.Р., Фёдоров В.В., Розенштраух Л.В. Изучение действия ацетилхолина
на ионные токи одиночных клеток истинных и латентных пейсмекеров синусового узла
кролика посредством компьютерного моделирования. Доклады Академии наук, 2004, т.
397, 288-291.
2.
Асланиди Г.В., Асланиди О.В., Цыганов М.А., Холден А.В., Иваницкий Г.Р.
Условия возникновения неустойчивости фронта распространяющейся популяции
хемотаксисных бактерий. Доклады Академии наук, 2004, т. 394, №2, 255-258.
3.
Безлепкин В.Г., Ломаева М.Г., Васильева Г.В., Сирота Н.П., Шайхаев Г.О.,
Газиев А.И. Тканеспецифический характер повышения вариабельности микросателлитассоциированных повторов в геноме потомства γ-облученных самцов мышей. Радиац.
биология. Радиоэкология, 2004, т. 44, № 2, 133-137.
4.
Давыдова Г.А., Селезнева И.И., Гаврилюк Б.К. Изучение влияния жесткости
облучения на свойства фторполимерной матрицы, модифицированной полианионными
биологически активными веществами. Вопросы биологической, медицинской и
фармацевтической химии № 2, с.11-14, 2004.
5.
Ермакова Н.В., Шапошникова В.В., Левитман М.Х., Ким Ю.А., Корыстов Ю.Н.
Изменение множественной лекарственной устойчивости клеток лимфолейкоза Р388,
устойчивых к винкристину, при росте асцитной опухоли. Биологические мембраны, 2004,
т. 21, № 2, 102-106.
6.
Иваницкий Г.Р., Деев А.А., Крестьева И.Б., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н. /
Особенности температурных распределений в области глаз // Доклады Академии наук,
2004, т.398, №5.
7.
Иваницкий Г.Р., Маевский Е.И. Новая искусственная кровь: сенсация без
сенсации. Биофизика, 2004, т.49, вып.3, 572-576.
4
8.
Леднев В.В. Биологические эффекты крайне слабых переменных магнитных
полей: идентификация первичных мишеней. В сб. ”Моделирование геофизических
процессов”, 2004, Москва, с. 130-136.
9.
Мирошников А.И., Брусков В.И., Масалимов Ж.К. Содержание перекиси
водорода в электрохимически активированных растворах и исследование ее влияния на
рост клеток Escherichia coli.. Биофизика, 2004, т. 49, № 1, 32-37.
10. Чайлахян Т.А., Давыдова Г.А.,Ковалева М.А., Селезнева И.И., Чайлахян Л.М.,
Гаврилюк Б.К. Исследование факторов, влияющих на выживание реконструированных
зародышей мышей при пересадке ядер. Клеточнсые технологии в биологии и медицине,
2005, №1, 47-51.
11. Malchow H., Medvinsky A.B., Petrovskii S.V. Patterns in models of plankton
dynamics in a heterogeneous environment. In: Handbook of Scaling Methods in Aquatic
Ecology. Measurement, Analysis, Simulation. CRC, Boca Raton, London, New York,
Washington, 2004, pp. 401-410.
12. Rochev Y., O'Halloran D., T. Golubeva T., Gilchrest V., Selezneva I., Gavrilyuk B.,
Gorelov A. Rationalizing the Design of Polymeric Thermoresponsive Biomaterials Journal of
Materials Science: Materials in Medicine, 2004, v.15, 513-517.
13. Volodkin D.V., Petrov A.I., Prevot M., Sukhorukov B.I. Matrix polyelectrolyte
microcapsules – new and high effective system for macromolecule encapsulation, Langmuir,
2004, v. 20, 3398-3406.
Магистерская программа обеспечена аспирантурой (специальность 03.00.02. биофизика).
5