|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Медицинская физика и биоинженерияучебный курс
- Авторы: Генералов Е.А., Рууге Э.К.
- Год создания: 2023
- Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Описание: Тема 1. Введение в биоинженерию. Предпосылки к возникновению. Основные цели и задачи. Основные принципы. Тема 2. Выбор и селекция биотехнологических объектов. Сырьевые материалы и перспективы биотехнологии. Наностержни. Субстраты для культивирования биообъектов. Нанокристаллы. Специализированные ферментационные процессы. Наноклей. Концентрирование, модификация, стабилизация продукта. Выделение и очистка физико-химическими методами. Основные принципы тканевой инженерии. Современная трансплантология. Технологии трансплантации органов и тканей. Принципы создания искусственных биосовместимых материалов. Биоинженерные методы в создании искусственных органов. Выращивание искусственных органов. Разработка искусственных суставов, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Разработка «мысленного» управления ПК/роботов. Биоинженерные методы сохранения генофонда организмов. Криоконсервация и криопротекторы. Нано-объекты, наносистемы и наноматериалы в живой и неживой природе. Задачи наноинженерии и нанотехнологии. Классификация нано-объектов. 0-мерные структуры: кластеры, фуллерены, нанокристаллы, наночастицы, мицеллы, функциональные молекулы (включая био-молекулы). Двумерные структуры. Трехмерные структуры. Тема 3. Клеточная инженерия. Методы работы с культурами клеток. Модификация структуры и функции клеток, введение молекулярных маркеров, метки, экспрессия белков, трансфекция, получение гибридом. Культуры гаплоидных клеток. Тема 4. Получение клеточных фрагментов (цитопластов, кариопластов, капель цитоплазмы и др.). Энуклеация клеток. Пересадка (трансплантация) ядер и других органелл. Дедифференцирующий эффект цитоплазмы. Тема 5. ЭКО, ИКСИ, клонирование. Искусственное оплодотворение, культивирование незрелых гибридных зародышей, регенерация растений из тканей летальных гибридов, гаплоидные андроклинных растений. Тема 6. Гаплоиды. Отдаленная гибридизация. Дигаплоиды. Протопласты растительных клеток. Парасексуальная гибридизация. Гибриды, цибриды, ассимметричные гибриды. Клональное микроразмножение растений. Пассивирование. Культивирование клеток. Гибридомы. Вирус Сёндай/полиэтилен гликоль методы. Культивирование органов. Органная культура. Гибридизация животных клеток. Открытие гетерокарионов. Межвидовые химеры. Химерные животные. Средства доставки диагностических агентов, лекарственных, биологически-активных веществ и терапевтических генов. Искусственные вирусы для трансмембранного переноса нуклеиновых кислот. Тема 7. Технология рекомбинантных ДНК. Методы технологии рекомбинантых ДНК – конструирование и клонирование. Основные ферменты рестрикции. Способы введения гена в клетку. Типы векторов. Гены-маркеры, селективные и репортерные гены. Требования к векторной ДНК, ее состав, экспрессия генов. Трансфекция и методы контроля. Генетическая инженерия микроорганизмов. Генетические манипуляции с клетками млекопитающих. Создание трансгенных животных. Генотерапия. CRISP. CRISPR-CAS9. Генная инженерия растений. Тема 8. Клеточная инженерия у растений. Улучшение растений на основе клеточных технологий. Аспекты клеточной реконструкции растений. Аспекты генетической реконструкции растений. Клеточная инженерия. Соматическая гибридизация на основе слияния растительных протопластов. Конструирование клеток. Генетическая трансформация. Тотипотентность. Каллус. Каллусные ткани. Дифференциация клеток растения. Морфологическая выравненность клеток. Культивирование отдельных клеток как модель для сравнительного изучения физиологических процессов в ткани и изолированной клетке. Тема 9. Тканевая инженерия. Имплантат. Биосовместимость. Композиционные и гибридные биосовместимые материалы. Искусственные ткани и органы. Печать и выращивание органов. Необходимые параметры идеального искусственного органа. Разработка искусственных суставов, кардиостимуляторов, артроскопии, ангиопластики, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Создание и использование биокомпьютеров и нанороботов. Тема 10. Физическое картирование генома; термодинамические методы (дифференциальная сканирующая калориметрия и калориметрия титрования). Основные типы хроматографии и гель-электрофореза. ПЦР и гибридизация нуклеиновых кислот на микрочипах. Методы секвенирования следующего поколения: основные идеи и их реализации. Методы, основанные на регистрации динамического рассеяния света. Аналитическая проточная цитометрия и ее применение в биологических исследованиях. Исследование ДНК при помощи ультразвука. Анализ электрофоретических картин ультразвукового расщепления ДНК. Тема 11. Моноклональные антитела – получение, структура, функции и использование. Лекарственные средства против ВИЧ/онкологии/аутоиммунных заболеваний. Диагностические системы. Биосенсоры. Адресная доставка. Субъединичные вакцины. Аттенуированные вакцины. «Векторные» вакцины. Инженерная энзимология. Экстремозимы, термозимы. Ферментные микрокалориметрические датчики. Ферментные электроды и биолюминесцентный микроанализ. Использование ферментов для создания биоэлектрохимических преобразователей энергии. Синтез олиго- и полинуклеотидов. Ферментативный синтез сахаров. Полисахариды, гликирование. Спользование полисахаридов в биоинженерии. Конструирование биокатализаторов и их использование в биотехнологии. Методы и концепции создания ферментов с заданными свойствами. Моделирование и конструирование 3D-структур ферментов и активных центров. Конструирование искусственных полиферментных систем. Компьютерная визуализация пространственной структуры ферментов. Каталитические антитела (абзимы). Способы получения абзимов и их практическое значение. Ферментативная активность РНК. Использование рибозимов для репарации мРНК. Дезоксирибозимы. Тема 12. Методы биоинженерии человека. Биоинженерные технологии в медицине. Генные технологии восстановления здоровья. Перспективы имплантации наноустройств в организм. Наночастицы для адресной доставки лекарственных средств, тепла, света и др. Трансфекция генов в мутантные клетки. Использование нанороботов. Перспективы комплексного применения нано- и биоинженерных технологий в кардиологии, гематологии, травматологии, стоматологии и имплантологии. Наноматериалы в технологии изготовления внутрисердечных и внутрисосудистых имплантатов. Нанобиотехнологии для создания новых классов кровезаменителей, лишенных недостатков донорской крови. Методы регенерации костной ткани, основанные на применении наноматериалов. Вопросы безопасности наноматериалов и нанотехнологии для здоровья человека.
- Добавил в систему: Генералов Евгений Александрович