Факультет биологии клетки ПущГЕНИ образован в 1995 году для подготовки научных кадров высшей квалификации по биологии клетки, физико-химическим механизмам функционирования клеток и клеточных систем.
Научно-производственная стажировка студентов и аспирантов проходит в лабораториях на базе Института биофизики клетки РАН (ИБК РАН)., оснащенных современным оборудованием, позволяющим освоить разнообразные биофизические и биохимические методы исследования.
Основные направления научных исследований
Рецепция и внутриклеточная сигнализация: молекулярные механизмы передачи сигнала в сенсорных, иммунных, нервных и других клеточных системах.
Механизмы клеточного стресса. Гибернация. Криоконсервация клеток. Клеточная инженерия. Создание генетического криобанка редких и исчезающих видов живых существ.
Механизмы действия электромагнитных и акустических полей, а также ионизирующих излучений на клетку и клеточные системы.
Исследование структуры и функциональных свойств биомолекул. Конформационная подвижность биополимеров. Принципы стабилизации структуры белков и надмолекулярных комплексов.
Медицинские аспекты клеточной биологии. Молекулярные механизмы клеточных патологий. Поиск средств их диагностики и коррекции.
Магистерская образовательная программа состоит из уникальных авторских курсов лекций, составленных преподавателями, осуществляющих многолетнюю научно-исследовательского работу.
Преподавательский состав факультета включает в 6 докторов и 11 кандидатов наук.
Широкий набор дисциплин, преподаваемых в учебном центре, позволяет гибко подойти к обучению магистрантов, учитывая различную степень их базовой подготовки в области биологии.
Студенты, прошедшие подготовку на факультете, получают фундаментальное физическое и биологическое образование в области молекулярной и клеточной биологии и практические знания в области аппаратуры и методов молекулярных и клеточных исследований, а также углубляют знания в области информатики и иностранных языков.
Ежегодно магистранты и аспиранты факультета биологии клетки становятся стипендиатами областных и российских стипендиальных программ: Стипендия Правительства Российской Федерации, Стипендия Президента Российской Федерации, Стипендия «Подмосковье», Грант губернатора Московской области, а так же побеждают на различным российских и международных научных конкурсах, включая «У.М.Н.И.К.» и «Старт».
Ежегодно магистранты и аспиранты вовлекаются в выполнение работ в лабораториях ИБК РАН, а так же оказываются автоматически вовлечёнными в систему грантовой поддержки лаборатории и систему межлабораторного научного сотрудничества, в том числе и международного.
Трудоустройство
Магистранты совмещают процесс обучения с научно-исследовательской работой в лабораториях. По окончании магистратуры выпускники имеют преимущество при поступлении в аспирантуру ПущГЕНИ или РАН. По окончании магистратуры и аспирантуры выпускников приглашают на работу ведущие в этой области научно-исследовательские институты, предприятия и профильные фирмы.
Выпускники могут работать:
В научно-исследовательских институтах, занимающихся фундаментальными проблемами клеточной биологии и физиологии организмов, использующих современные физические методы исследования биологических систем
В учреждения и предприятия биотехнологического, медицинского и фармацевтического профиля
В медицинские учреждения, использующие электромагнитные поля в диагностических и лечебных целях.
Полученные знания и уникальный опыт делают выпускников конкурентоспособными кадрами для поиска работы в научно-исследовательских и наукоемких организациях всего мира. Результатом этого является почти 100% трудоустройство наших выпускников.
Наука
Основные направления исследований
Рецепция и внутриклеточная сигнализация: молекулярные механизмы передачи сигнала в сенсорных, иммунных, нервных и других клеточных системах.
Механизмы клеточного стресса. Гибернация. Криоконсервация клеток. Клеточная инженерия. Создание генетического криобанка редких и исчезающих видов живых существ.
Механизмы действия электромагнитных и акустических полей, а также ионизирующих излучений на клетку и клеточные системы.
Исследование структуры и функциональных свойств биомолекул. Конформационная подвижность биополимеров. Принципы стабилизации структуры белков и надмолекулярных комплексов.
Медицинские аспекты клеточной биологии. Молекулярные механизмы клеточных патологий. Поиск средств их диагностики и коррекции.
Достижения, значимые открытия, изобретения:
Впервые зарегистрировано распространение Са2+ — волны в невозбудимых клетках, сопряженное с секрецией АТФ и обеспечивающее согласованное поведение клеточной популяции в ответ на стимуляцию определенных рецепторов. Этот тип межклеточной коммуникации носит универсальный характер и играет важную роль в регуляции функционирования клеток и тканей.
Обнаружен и охарактеризован новый белок-антиоксидант обонятельного эпителия – пероксиредоксин VI. Исследованы основные антиоксидантные свойства, выявлена иерархия в общей системе ферментов-антиоксидантов в организме животных. Показан высокий терапевтический эффект при использовании рекомбинантных пероксиредоксинов VI при лечении острых воспалительных процессов и ран, что позволяет создать новый класс терапевтических препаратов антиоксидантного действия.
Построена карта распределения элементов, которые могут быть вовлечены в регуляцию экспрессии генов в клетках E . coli . Выявлены гены, с кодирующих участков которых, кроме мРНК, может идти синтез антисмысловых или альтернативных (укороченных) РНК-продуктов.
Общее число патентов за последние 5 лет – 9.
Лабораторная база:
Спектрофотометр CARY 100, Вариан, Австралия
Система для хроматографического разделения белков Acta Purifier 100 (GE Pharmacia, США)
Ультразвуковой дезинтегратор Sonicator-4000 (Misonix, США)
Двухлучевой сканирующий спектрофотометр Evolution 600 (190-900нм, Thermo Scientific, USA)
Флуоресцентный сканирующий спектрометр Lumina (190-900нм, Thermo Scientific, USA)
Высокоскоростная флуоресцентная станция AF 6000 (Leica)
Коллекция биологического материала «»
В 1978 году профессором Б.Н. Вепринцевым были разработаны основные положения «Программы сохранения генетических ресурсов методами криоконсервации».
1980 г. Создана группа по криоконсервации геномов животных на базе «лаборатории биофизики клетки» («»).
4 октября 2013 года приказом №225-н (чл.-корр. Е.Е.Фесенко) в целях повышения эффективности научных исследований и организации взаимодействия с российскими и зарубежными научными и научно-образовательными учреждениями на базе имеющегося в институте биофизики клетки криобанка образцов клеток и тканей редких и исчезающих видов животных и растений, создана коллекция биологического материала «Экспериментальный генетический криобанк ИБК РАН».
Основные преподаватели, руководители научных направлений:
Зинченко Валерий Петрович, д.б.н.
Основные направления научных исследований:
Биофизические аспекты функционирования клетки. Механизмы рецепции и внутриклеточной сигнализации в различных типах клеток
Медицинские аспекты физиологии клетки и клеточной биофизики. Разработка подходов к созданию новых медицинских препаратов, к диагностике и лечению различных заболеваний».
Финансируемые в настоящее время проекты:
Клеточные и молекулярные механизмы развития нейродегенерации при болезни Паркинсона и дофамин-индуцированной нейрональной гибели.
Разработка оптических методов поиска и биотестирования новых лекарственных препаратов агонистов и антагонистов рецепторов NMDA, AMPA, KA, ГАМКА-, CB1, 5HT1, ССK2, корректирующих психоэмоциональное состояние человека.
Исследование механизмов функционирования гиппокампа и связанных с ним структур мозга в норме и патологии. Разработка способов предотвращения и компенсации нарушений центральных функций.
Исследование механизмов глобальной сигнальной недостаточности при ожирении, метаболическом синдроме и диабете II типа. Способы предупреждения ожирения. Механизмы токсического действия насыщенных жирных кислот на клетки сердечно-сосудистой системы, мозга и печени при острых печеночных энцефалопатиях.
Изучение регуляции липидной буферной емкости адипоцитов человека пептидными гормонами CCK, ANP и AngII в норме, при ожирении и диабете 2-го типа. Рецепторы, сигнализация, механизмы регуляции липогенеза и липолиза в адипоцитах. Анализ механизмов и разработка протекторов печеночных энцефалопатий.
Разработка лекарственных средств на основе природных метаболитов, обеспечивающих повышение работоспособности при экстремальных физических нагрузках, ускорение восстановления и уменьшение болевого синдрома путем модуляции клеточных сигнальных систем.
Озолинь Ольга Николаевна, д.б.н. проф.
Основные направления научных исследований:
моделирование структурной организации бактериальных промоторов и поиск их в бактериальных геномах; использование сигналов транскрипции для идентификации мест кодирования новых РНК-продуктов в геноме E.coli, включая антисмысловые, альтернативные и малые нетранслируемые РНК; анализ факторов, ответственных за дифференциальную экспрессию индивидуальных генов и их регуляцию; изучение молекулярно-генетических механизмов возникновения стрессовых состояний у разных видов организмов (температурный шок, развитие гибридного дисгенеза); характеристика белков, индуцируемых в условиях стрессовых состояний; клонирование генов теплового шока
Бобкова Наталья Викторовна, к.б.н.
Основные направления научных исследований:
изучение клеточных и системных механизмов функционирования головного мозга и информационных процессов в нем, влияние различных физических факторов на деятельность мозга, изучение волновых механизмов в возбудимых тканях; исследование клеточных механизмов памяти в норме и при развитии патологического процесса на животных моделях нейродегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз). Нейрогенез в мозге. Экспериментальная разработка подходов к ранней диагностике и лечению перечисленных заболеваний.
Винокуров Максим Григорьвич, д.б.н.
Лаборатория участвует в исследованиях по теме плана Института биофизики клетки РАН: «Механизмы клеточного стресса. Влияние физических и химических факторов на клетки и организмы».
Основные направления научных исследований:
Изучение молекулярных механизмов апоптоза клеток человека и животных при действии апоптоз-модулирующих факторов различной природы в норме и при патологиях;
Исследование молекулярных механизмов действия белка теплового шока БТШ70 на миелоидные клетки при действии липополисахаридов разной структуры;
Роль липидов органелл клеток печени и неокортекса (митохондрий, эндоплазматического ретикулума и ядер) в адаптации млекопитающих к естественному (зимняя спячка) и искуственному гипобиозу;
Участие полиаминов тканей в зимней спячке и в устойчивости млекопитающих к искусственному гипобиозу.
Кондратьев Максим Сергеевич, к.ф.-м.н.
Основные направления научных исследований:
Исследование молекулярного механизма функционирования бактериородопсина;
Исследование механизмов стабилизации пространственной структуры глобулярных белков;
Развитие физических представлений о структурном полиморфизме молекулы ДНК;
Исследование механизма фолдинга олигопептидных последовательностей.
Колесников Станислав Сергеевич, д.б.н., проф.
Основные направления научных исследований:
Изучение сигнальных процессов, протекающих в клетках при их возбуждении.
изучение рецепторных систем и сопряженных сигнальных каскадов
изучение ионных каналов, вовлеченных в сигнальные процессы)
изучение профиля экспрессии рецепторных, канальных и других сигнальных белков)
математическое моделирование сигнальных и транспортных процессов
Реконструкция клеточных компонент в модельных системах.
клонирование сигнальных и канальных белков и их исследование в гетерологичной системе
исследование бактериальных токсинов и других мембранотропных соединений в модельных липидных мембранах
разработка биосенсоров
Исследование механизмов молекулярного узнавания:
изучение белок-белкового взаимодействия методами молекулярного моделирования и молекулярной графики;
анализ взаимодействия рецептор-лиганд методами физической и вычислительной химии)
Впервые зарегистрировано распространение Са2+ — волны в невозбудимых клетках, сопряженное с секрецией АТФ и обеспечивающее согласованное поведение клеточной популяции в ответ на стимуляцию определенных рецепторов. Этот тип межклеточной коммуникации носит универсальный характер и играет важную роль в регуляции функционирования клеток и тканей.
Обнаружен и охарактеризован новый белок-антиоксидант обонятельного эпителия – пероксиредоксин VI . Исследованы основные антиоксидантные свойства и выявлена иерархия этого белка в общей системе ферментов-антиоксидантов в организме животных. Показан высокий терапевтический эффект при использовании рекомбинантных пероксиредоксинов VI при лечении острых воспалительных процессов и ран, что позволяет создать новый класс терапевтических препаратов мощного антиоксидантного действия.
Построена карта распределения элементов, которые могут быть вовлечены в регуляцию экспрессии генов в клетках E . coli . Выявлены гены, с кодирующих участков которых, кроме мРНК, может идти синтез антисмысловых или альтернативных (укороченных) РНК-продуктов.
Общее число патентов ИБК РАН за последние 5 лет – 9.
10 лабораторий института задействовано в научно-образовательном процессе.
Коллекция биологического материала «»
Магистратура
Факультет осуществляет подготовку: магистров (2 года обучения) по направлению 06.04.01 Биология по образовательной программе Биология клетки;
При поступлении необходимо сдать экзамен по биологии
Магистерская образовательная программа включает фундаментальные дисциплины по направлению и спецкурсы:
Физиология клеток иммунной системы
Клеточный электрогенез
Стресс и механизмы клеточной адаптации
Адаптивная регуляция генной экспрессии
Основы молекулярной биологии клетки
Внутриклеточная сигнализация
Молекулярные механизмы сенсорной рецепции
Кинетика и регуляция внутриклеточных процессов
Физические методы в молекулярной биофизике
Структурно-морфологический анализ клеток методом оптической и электронной микроскопии
Спектральные методы анализа клеток и клеточных популяций
Клеточная инженерия
Молекулярные методы клеточной биологии
Ультразвук в биологии и медицине
Методы электронной микроскопии в клеточной биологии и медицине
Аспирантура
Факультет осуществляет подготовку: аспирантов (4 года обучения) по направлению 06.06.01 Биологические науки по трем специальностям:
биофизика – 03.01.02;
биохимия – 03.01.04;
молекулярная биология – 03.01.03
При поступлении необходимо сдать экзамены: специальная дисциплина в соответствии с выбранным профилем, иностранный язык.
Факультет осуществляет подготовку аспирантов по 3 направлениям:
Биофизика
Включает в себя образовательные модули:
Физика биополимеров и надмолекулярных структур
Структура и динамика биомолекул: радиоспектроскопия, термодинамика, кинетика
Биофизика клеточных и мембранных процессов
Структурные и функциональные особенности поперечно-полосатых и гладких мышц
Радиационная и экологическая биофизика
Биохимия
Включает в себя образовательные модули:
Физико-химические основы биохимии
Ферментативный катализ
Молекулярные механизмы биологических процессов, протекающих в клетке
Методы биохимии
Хранение и реализация генетической информации
Молекулярные механизмы сенсорной рецепции
Молекулярная биология
Включает в себя образовательные модули:
Структура и биосинтез нуклеиновых кислот. Геномика.
Структура и функции белков.
Структура рибосом и биосинтез белка. Белковая инженерия
Факультет биологии клетки ПущГЕНИ образован в 1995 году для подготовки научных кадров высшей квалификации по биологии клетки, физико-химическим механизмам функционирования клеток и клеточных систем.