АННОТАЦИЯ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ

010600.68.03 «Физико-химическая биология и биотехнология»

Магистерское направление 010600 «Прикладные математика и физика»

Цель

Целью данного направления является подготовка магистра прикладных математики и физики

способного разрабатывать системы математического обеспечения решения научно-технических и

производственных задач; изучать и анализировать информацию по решаемой задаче, формулировать ее сущность, давать ее математическое описание.

Условия обучения Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки магистра по направлению 010600 «Прикладные математика и физика» 2 года (после бакалавриата). Форма обучения – только очная. Обучение возможно как на бюджетной, так и на контрактной основе.

Требования к поступающим К поступлению в магистратуру допускаются лица, имеющие диплом бакалавра, специалиста или магистра (в последнем случае обучение только платное). Условия приема, перечень представляемых документов, виды и порядок проведения вступительных испытаний, а также процедура зачисления в магистратуру определяются правилами, утвержденными Ученым Советом СПбГПУ Согласно требованиям соответствующего государственного образовательного стандарта, для обучения по программам подготовки в магистратуре направления 010600 «Прикладные математика и физика» наиболее подготовлены лица, имеющие диплом бакалавра, специалиста или магистра по следующим направлениям:

010200 Математика. Прикладная математика; 140400 Техническая физика 010500 Прикладная математика и информатика; 150300 Прикладная механика;

010600 Прикладные математика и физика; 160100 Авиа и ракетостроение;

010700 Физика; 210300 Радиотехника;

010800 Радиофизика; 220100 Системный анализ и управление;

010900 Механика; 230100 Информатика и вычислительная техника;

011100 Механика. Прикладная математика;

НИР и ОКР выпускающей кафедры, факультета Студенты выполняют магистерские диссертации в лабораториях Института цитологии РАН и других учреждениях биологического и медицинского профиля по следующим направлениям:

1) Исследование роли цитоскелета в функционировании ионных каналов;

2) Стволовые клетки как источник регенерации дифференцированных клеток различных типов;

3) Роль шаперонов в защите клеток от внешних воздействий;

4) Механизмы клеточной патологии;

5) Роль полиморфизма гена кальциневрина с двигательной деятельностью и адаптацией сердечно-сосудистой системы человека к физическим нагрузкам.

Профессорско-преподавательский состав Никольский Николай Николаевич, доктор биологических наук, профессор, академик РАН, заведующий отделом внутриклеточной сигнализации и транспорта Института цитологии РАН, заведующий кафедрой «Физико-химическая биология клетки» – научный руководитель программы.

Седова В.М., к.б.н., с.н.с. Блинова М.И., к.б.н., в.н.с.

Борхсениус С.Н., д.б.н., проф. Казаков В.И., к.б.н., доц., с.н.с.

Гамалей И.А., д.б.н., в.н.с. Комаров С.А. к.б.н., с.н.с Корнилова Е.С., д.б.н. Почукалина Г.Н., к.б.н., с.н.с.

Михельсон В.М., д.б.н. Спивак И.М., к.б.н., доц., с.н.с.

Пинаев Г.П., д.б.н. Боголюбова Н.А., к.б.н., с.н.с.

Негуляев Ю.А., д.б.н. Грудинкин П.С., к.б.н., н.с.

Полянская Г.Г., д.б.н. Усманова Н.М, к.б.н., н.с.

Александрова С.А., к.б.н., н.с. Зайкова Ю.Я., асс.

Учебный план Наименование курсов Общая трудоемкость освоения академические Зачетные единицы часы (АЧ) трудоемкости I семестр История, философия и методология естествознания 140 Семинар на английском языке 51 1, Биология развития 51 1, Регуляция внутриклеточных процессов 51 1, Медицинская биотехнология 51 1, Структура клеточных компартментов 102 Медицинская электроника 51 1, Научно-исследовательская работа 476 II семестр Современные проблемы естествознания 80 Компьютерные технологии в науке и образовании 68 Семинар на английском языке 51 1, Регуляция внутриклеточных процессов 36 Клеточная биотехнология 90 2, Медицинская биотехнология 90 2, Дисциплины по выбору: 136 Дополнительные главы математики/ Токсикология Научно-исследовательская работа 468 III семестр Дополнительные главы теоретической физики 51 1, Клеточная и генная инженерия 68 Структура клеточных компартментов 68 Молекулярное клонирование 68 Дисциплины по выбору: 51 1, Фракционирование биологически активных веществ/ Актуальные проблемы медицинской экологии и биотехнологии Научно-исследовательская работа 476 Наименование курсов Общая трудоемкость освоения академические Зачетные единицы часы (АЧ) трудоемкости IV семестр Экзаменационные сессии и итоговая государственная аттеста- 17 недель 25, ция Подготовка и защита магистерской диссертации 13 недель 19, Всего Содержание обучения История, философия и методология естествознания Рассматриваются основные понятия естественнонаучных знаний: субстанция, материя, сила, пространство, время, жизнь, развитие, закон природы. Проблемы познания связей и закономерностей явлений природы. История развития натурфилософских представлений. Причинно-механическая, физическая и органическая картины мира. Современные философские проблемы теории познания в естественных науках, философские проблемы физики микромира. Особое внимание уделяется изучению истории формирования и развития современных научных методов исследования и их использования в области молекулярной биологии. Приводятся сведения о жизни и научном творчестве величайших физиков прошлых времен и современности. Дается история возникновения биофизики: от расшифровки спиральной структуры ДНК до современных задач геномики, протеомики и метаболомики.

Cеминар на английском языке Цель дисциплины – подготовить студентов к свободному владению английским языком в их профессиональной области. В задачи дисциплины входит чтение и перевод литературы по актуальным проблемам биологии, генетики, молекулярной биофизики и медицины, реферирование и аннотирование научных текстов; обсуждения и выступления студентов на английском языке; обучение деловой переписке. Все занятия проводятся на английском языке.

Компьютерные технологии в науке и образовании Новые информационные технологии в учебном процессе: структура аудио- и видео-средств и методика их применения. Структура и архитектура ПЭВМ, практические навыки работы с компьютером. Принципы построения автоматизированных обучающих и контролирующих систем. Применение пакетов прикладных программ в учебном процессе по биофизике и молекулярной биологии. Работа с программами ICM-Pro, BLAST, FASTA, CLUSTAW, ENDNOTE, Avogadro, GAMESS, ORCA.

Использование информационных ресурсов сети Интернет. Специализированные базы данных в области молекулярной биологии: PDB, SCOP, SWISSPROT, ENTREZ,GENEBANK, PUBMED.

Биология развития Относится к циклу Специальных дисциплин и дает студентам современные знания: о теоретических основах развития животных, возникновения полового размножения и дифференцировки, органо- и гистогенеза; об особенностях развития разных групп многоклеточных. Механизмах контроля развития многоклеточных организмов на разных уровнях: дифференциальной экспрессии генов, на уровне транскрипции, процессинга РНК, трансляции генетической информации; понятие о предзародышевом и доимплантационном периоде развития, перспективах использования эмбриональных стволовых клеток и генетического клонирования, репродуктивных технологиях в приложении к размножению человека, о роли других научных дисциплин, в частности, физики, химии, математики, молекулярной биологии, философии в становлении фундаментальных основ биологии развития Регуляция внутриклеточных процессов Дисциплина относится к циклу «Специальные дисциплин» и имеет своей целью дать студентам современные представления об основных механизмах внутриклеточной сигнализации и везикулярного внутриклеточного транспорта, методах его изучения и его регуляции в норме и при патологиях; о роли специфического контролируемого протеолиза для регуляции основных клеточных процессов; роли активных форм кислорода и азота в регуляции активности белков клетки, генерации клеткой активных форм кислорода и азота, антиоксидантных системах клетки; о механизмах ограничения пролиферативного потенциала клеток, теломерной теории старения и перспективах применения теломеразы в онкологии и в геронтологии. При его изучении студенты должны получить мировоззренческие представления о системности подходов в исследовании на молекулярном уровне процессов, протекающих в клетке, а также о роли других научных дисциплин, в частности физики, химии, математики, философии, в исследованиях механизмов, лежащих в основе передачи внеклеточных и внутриклеточных сигналов и ответа клетки на эти сигналы.

Клеточная и генная инженерия Курс лекций призван дать студентам современные знания в области генной и клеточной инженерии про- и эукариотических клеток, теоретических основ методов переноса и амплификации генов, конструирования организмов с новыми заданными свойствами; генно-инженерных методов и подходов в решении фундаментальных задач молекулярной биологии и генетики, а также биотехнологических задач в создании продуцентов биологически активных веществ, о роли других научных дисциплин, в частности физики, химии, математики, философии в исследованиях в области генной инженерии, в решении медицинских проблем генно-инженерными методами.

Молекулярное клонирование Практикум логически связан с дисциплиной «Генная и клеточная инженерия», что позволяет увязывать теоретические знания по генной и клеточной инженерии с освоением ряда лабораторных генно-инженерных методов. Практикум имеет целью дать студентам современные представления: об основных методах молекулярной биологии и биотехнологии; о культивировании бактериальных культур; о трансформации бактериальных клеток заданной ДНК; о методе амплификации ДНК с помощью полимеразной цепной реакции-ПЦР.

Структура клеточных компартментов Относится к циклу «Специальные дисциплины». Курс лекций призван дать студентам современные знания в области представлений об участии цитоскелета в поддержании формы клетки; о формировании пространственной организации актинового цитоскелета в процессе прикрепления и распластывания культивируемых клеток на субстрате; о строение и физико-химических свойствах миозина и актина и белках, обеспечивающих контакт актиновых структур с плазматической мембраной клетки; о строении ядерной оболочки, связи внешней ядерной мембраны с мембранными структурами цитоплазмы; общие представления о ядерных компартментах, мобильности внутриядерных белков; методах анализа внутриядерных белков и хромосомных территорий; организация хромосом и экстрахромосомных ядерных доменов; современными представлениями о клеточных структурах, обеспечивающих перенос ионов через клеточные мембраны; о современных методических подходах, используемых при изучении ионного транспорта в клетках.

Медицинская биотехнология Относится к циклу «Специальных дисциплин». Целью курса лекций является изучение современного состояния развития методов получения, исследования и анализа биотехнологических и фармацевтических продуктов, получаемых микробиологическим и химическим синтезом, а также из растительного и животного сырья. Включает: культивирование микроорганизмов; физико-химические методы анализа и получения биотехнологических продуктов; физические методы исследования биотехнологических продуктов; химия высокомолекулярных соединений, введение в химию медицинских полимеров и материалов; модификация физиологически активных веществ полимерами.

Актуальные проблемы медицинской биотехнологии Относится к циклу «Специальные дисциплины». Целью данного курса лекций и практических занятий является знакомство студентов с теоретическими основами физических методов изучения свойств биологически активных веществ и биотехнологических продуктов. Это следующие методы:

ИК- спектроскопия молекул и макромолекул; радиоспектроскопия молекул и макромолекул; диэлектрическая спектроскопия макромолекул; основные представления о динамике макромолекул; дисперсия оптического вращения.

Научно-исследовательская работа Целью научно-исследовательской работы магистрантов в семестре (НИРС) является практическое ознакомление студентов со всеми этапами научно-исследовательской работы. Основная задача НИРС состоит в том, чтобы привить магистрантам навыки самостоятельного выполнения научных работ на основе знаний, полученных ими при изучении теоретических дисциплин, ознакомить их с техникой современного эксперимента, с реальными условиями работы в научных коллективах. В процессе выполнения НИРС магистранты должны научиться работать с научной литературой, составлять рефераты, статьи и тезисы конференций, решать отдельные теоретические задачи, самостоятельно планировать и проводить эксперименты, уметь оформлять и докладывать результаты своих исследований.

Требования к уровню подготовки магистра Требования, обусловленные специализированной подготовкой магистра включают:

владение навыками самостоятельной научно-исследовательской, требующими широкого образования в соответствующем направлении и умения:

формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научно-исследовательской и требующие углубленных профессиональных знаний;

выбирать необходимые методы исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы, исходя из задач конкретного исследования;

обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных;

вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий;

представлять итоги проделанной работы в виде отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с имеющимися требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати.

Совокупность этих требований позволяет установить соответствие возможности высококвалифицированного выполнения профессиональных обязанностей квалификационным требованиям, уровню профессиональной подготовки, образованности и культуры выпускника магистратуры по данному направлению.

Возможные места практики Программа магистерской подготовки не предусматривает практик, а только научно-исследовательскую работу студентов в лабораториях по месту выполнения магистерской диссертации. Институт цитологии РАН, Институт эволюционной и биохимии РАН, Институт экспериментальной медицина РАМН, Научно-исследовательский институт физической культуры, Институт онкологии РАМН, НИИ Акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта и др.

Лаборатории и оборудование Чтение лекций осуществляется в аудитории Института цитологии РАН, специально выделенной для этих целей. Практикум по молекулярному клонированию проводится в бактериальных боксах Института, а также в лабораторных помещения, предназначенных для проведения биохимических и молекулярно-биологических работ. Используется оборудование, которым располагает Институт цитологии РАН.

Студенты выполняют научно-исследовательские работы в институтах РАН и РАМН.

Все оборудование этих институтов, необходимое для выполнения научных задач, поставленных в студенческих работах, студентам доступно. Студенты под руководством ученых участвуют в выполнении научно-исследовательских работ, финансируемых по программам Российского фонда фундаментальных исследований, а также международных фондов.

Научный руководитель программы