• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Клеточные технологии и инженерия

2022/2023
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс по выбору
Когда читается:
4-й курс, 1, 2 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Клеточные технологии и инженерия – это направление в науке и селекционной практике, которое изучает методы гибридизации соматических клеток, принадлежащих разным видам, возможности клонирования тканей или целых организмов из отдельных клеток. Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Клеточные технологии и инженерия», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Профессиональный цикл» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к части Дисциплины по выбору. Осваивается на 4 курсе в 1-2 модуле. Изучение данной дисциплины базируется на результатах освоения дисциплины «Клеточная биология: основы биопроцессов», «Иммунология», «Молекулярная биология», «Биохимия», «Методы исследования макромолекул». Основные положения дисциплины «Клеточные технологии и инженерия» будут использоваться при прохождении практик на 4 курсе образовательной программы «Клеточная и молекулярная биотехнология».
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Изучение основ методов культивирования и жизнедеятельности клеток животного и растительного организма методом in vitro.
  • Овладение общебиологическими методиками исследования; навыками самостоятельного редактирования методов культивирования клеток; навыками разработки протоколов процессинга биоматериалов, получения клеточных продуктов и создания тканеинженерных конструкций.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Освоение истории клеточных технологий, цели, задач, особенностей, сферы применения метода in vitro.
  • Освоение культуры клеток высших растений, их практических и теоретических аспектов.
  • Освоение использования культуры растительных клеток для получения физиологически активных веществ и их модификации.
  • Освоение получения и использования культур клеток человека, основных способов культивирования тканей.
  • Освоение методики получения однослойных первично-трепсинизированных клеточных культур, методики получения однослойных клеточных культур фибробластов эмбрионов человека, методики получения однослойных клеточных культур фибробластов куриного эмбриона.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1. Введение.
    История клеточных технологий. Цель, задачи, особенности, сферы применения метода in vitro. Методы исследования культивируемых клеток: электронная микроскопия, биохимия, иммунохимия, иммуноблотинг, анализ строения ДНК, генома и хромосом, рост и дифференцировка клеток, световая микроскопия. Развитие и совершенствование метода in vitro – история культивирования клеток животного организма. Методы и приемы культивирования животных клеток –механический, химический, энзиматический. Морфо-биохимические особенности культивируемых клеток, старение культур. Среды культивтрования, перфузии, промывки, снятия со стекла. Условия и сроки их хранения. Определение количества питательных сред для различных культуральных емкостей. Принципы подбора сред, для культивирования различных клеточных линий. Условия работы с клеточными культурами. Оборудование бокса – помещение для работы с клеточными культурами. Режим работы. Контроль воздуха в боксах. Соблюдение стерильных условий. Стеклянная лабораторная посуда, используемая при работе с клеточными культурами и их обработка (бывшей в употреблении и новой посуды). Обработка резиновых пробок, одежды, инструментария. Стерилизация – автоклавирование.
  • Тема 2. Культуры растительных клеток.
    Культура клеток высших растений. История развития метода. Применение культуры клеток высших растений: практические и теоретические аспекты. Использование культуры растительных клеток для получения физиологически активных веществ и их модификации. Введение клеток в культуру. Морфофизиологическая характеристика каллусных тканей, типы дифференциации каллусных клеток, методы изучения роста клеточных культур. Суспензионные культуры. Признаки хорошей клеточной линии. Агрегированность клеток. Условия культивирования клеток в суспензии. Культивирование отдельных клеток. Понятие о «факторе кондиционирования». Способы получения протопластов, их значение для познания механизмов образования клеточной оболочки и функций цитоплазматической. Способы слияния протопластов: физические и химические. Введение органелл в изолированные протопласты. Культура гаплоидов, способы получения, значение. Гиногенез. Культура пыльников и пыльцы. Цели создания искусственных ассоциаций культивируемых клеток высших растений с микроорганизмами. Эндосимбиотические ассоциации и экзосимбиотические ассоциации, их виды, способы получения. Экзосимбиотические ассоциации с грибами, хлореллой. Цианобактерии в искусственных ассоциациях. Клональное микроразмножение, его достоинства и недостатки. История метода. Классификации способов клонального микроразмножения. Индукция возникновения адвентивных почек из ткани экспланта, каллусной ткани. Активация уже существующих в растении меристем. Соматический эмбриогенез. Эффективность клонального микроразмножения. Способы оздоровления растений: термо- и химиотерапия. Иммобилизация растительных клеток: основные методы и преимущества перед традиционными способами культивирования. Криоконсервация культивируемых клеток растений и животных как метод сохранения генофонда. Быстрая и медленная фазы замораживания. Способы замедления роста. Бесклеточные белоксинтезирующие системы.
  • Тема 3. Культуры животных клеток.
    Происхождение и характеристика животных клеток. Состав и типы питательных сред. Сывороточные и бессывороточные питательные среды, их достоинства и недостатки. Условия культивирования животных клеток. Получение и использование культур клеток человека. Культуры животных тканей. Отличия культивирования тканей от культивирования клеток. Основные способы культивирования тканей. Применение метода культуры тканей. Гибридизация животных клеток: условия, механизм и основные этапы слияния клеток. Агенты, применяемые для индукции слияния клеток. Эмбриогенетическая инженерия животных. История изучения гибридных клеток. Спонтанное слияние клеток. Химерность, способы получения химер: инъекционный и агрегационный. Способы трансплантации ядер. Энуклеация. Клонирование животных. Биотехнология в животноводстве.
  • Тема 4. Методы получения клеточных культур. Проблема клонирования. Репродуктивные технологии.
    Проблема клонирования. Репродуктивные технологии Методика получения однослойных первично-трепсинизированных клеточных культур. Получение однослойных клеточных культур фибробластов эмбрионов человека. Получение однослойных клеточных культур фибробластов куриного эмбриона. Методика культивирования однослойных культур гепатоцитов. Морфологические особенности гепатоцитов in vitro. Методика культивирования перевиваемых клеток. Деконтаминация микроплазменной инфекции перевиваемых клеток. Хранение перевиваемой клеточной линии. Просмотр клеточных культур. Съем клеток со стекла. Подсчет клеток. Выявление и подсчет числа жизнеспособных клеток. Окраска. Заключение в бальзам – приготовление препаратов. Проблема клонирования животных. Пути решении, сложности. Первые эксперименты по клонированию (К. Иллменси). Работы Дж. Мак-Грата и Д. Солтера (1984), Л.М. Чайлахяна (1987), С. Уилладсен (1989), Я. Вильмут – клонирование овечки Долли (1997). Р. Янагимачи (1998) клонирование мышей. Сложности практического применения клонирования в создании точных копий организмов-доноров. Репродуктивные технологии. Банк спермы, доноры спермы. Внутриматочная инсеминация, вспомогательный хэтчинг, Выборочный перенос одного эмбриона (eSET), ИКСИ, Интратубарный перенос гамет (ГИФТ), Интратубарный перенос зиготы (ЗИФТ), гормональная стимуляция суперовуляции, Суррога́тное матери́нство, Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО). Репродуктивные технологии в животноводстве, звероводстве и в сохранении генофонда редких и исчезающих животных.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Устный опрос_Тема 1
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 2
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 3
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 4
  • неблокирующий Реферат_Тема 4
  • неблокирующий Экзамен
    Билет на экзамене состоит из 2 устных вопросов из разных тем и одного теста открытого типа с вариантами ответов.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.1 * Реферат_Тема 4 + 0.1 * Устный опрос_Тема 1 + 0.1 * Устный опрос_Тема 2 + 0.1 * Устный опрос_Тема 3 + 0.1 * Устный опрос_Тема 4 + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Основы клеточной биологии: учебное пособие / Н.Г. Палеев, И.И. Бессчетнов.- Ростов-на-Дону: Издательство ЮФУ, 2011. - 246 с. ISBN 978-5-9275-0821-1 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/550792

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Анатомия растений. Часть 1. Клетка. Ткани: Учебное пособие / Гуленкова М.А., Викторов В.П. - М.:МПГУ, 2015. - 120 с. ISBN 978-5-4263-0239-6 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/754429