Кафедра биологии и генетики · Медицинский университет Петровского · курс «Молекулярная биология», 5–6 семестры

Интерактивные семинары

Курс состоит из четырёх разделов по шесть семинаров; каждый раздел завершается коллоквиумом. В семинарах можно двигать ползунки, менять условия и смотреть, что происходит в клетке. У каждого вопроса два уровня: базовый и продвинутый.

Разделы курса

  1. Семинары 1–6 · коллоквиум I

    Раздел I. Организация, сигналы и геномный контекст

    Как локальные условия, молекулярные взаимодействия, сигнальные сети и организация генома определяют характер, длительность и устойчивость клеточных состояний.

    Опубликованы все семинары раздела.

    3 1 4 2 5 6
    Компартменты (1) и транспорт (2) задают условия активации рецептора (3); сигнал рецептора поступает в сеть с обратными связями (4), которая через транскрипционные факторы влияет на транскрипцию генов-мишеней и опосредованно — на хроматин (5), а состояние гистонов — на установление метилирования ДНК (6). Состояние хроматина, в свою очередь, влияет на то, какие гены ответят на сигнал (пунктирная стрелка из ядра к сети). Порядок номеров — маршрут изучения взаимосвязанных условий, а не обязательная последовательность событий в клетке. Пунктирная стрелка — опосредованное влияние или влияние при определённых условиях, пунктирный контур — ядро.

    Цифры — номера семинаров; подписи и связи — на странице раздела.

  2. Семинары 7–12 · коллоквиум II

    Раздел II. Ресурсы, митохондрии, стресс и контроль качества

    Ресурсные и энергетические ограничения, стрессовые программы и поддержание качества белков и органелл.

    Опубликованы все семинары раздела.

    7 8 9 11 10 12
    Метаболический поток (8) поставляет субстраты митохондрии (9); при снижении энергетического заряда (↓ATP, ↑AMP) активируется AMPK, которая тормозит mTORC1 на лизосоме (7); mTORC1 тормозит запуск аутофагии (фагофор) — одного из путей протеостаза (11), а при длительном голодании продукты лизосомной деградации вновь активируют mTORC1. Стрессовые программы (10) различаются по сенсору и следствию: например, при интегрированном стрессовом ответе фосфорилирование eIF2α сначала снижает общую трансляцию и тем самым белковую нагрузку, а затем через ATF4 меняет экспрессию генов адаптации; исход зависит от силы и длительности стресса. Митохондрия с утраченным мембранным потенциалом может удаляться селективной аутофагией (12), в культуре клеток — путём, зависимым от PINK1 и Parkin. Пунктирная стрелка — влияние при определённых условиях.

    Цифры — номера семинаров; подписи и связи — на странице раздела.

  3. Семинары 13–18 · коллоквиум III

    Раздел III. Деление, смена клеточных состояний и тканевой гомеостаз

    Регуляция пролиферации, переходы между клеточными состояниями и тканевые взаимодействия.

    Семинары раздела готовятся.

    14 15 13 17 16 18
    Сигналы ниши и матрикса (18) поддерживают прохождение клеточного цикла (13) и влияют на дифференцировку (17); сигнальный ответ на повреждение ДНК (14) останавливает клеточный цикл и при определённых условиях ведёт к регулируемой гибели (15) или сенесценции (16); факторы, секретируемые сенесцентными клетками, меняют тканевое окружение. Пунктирная стрелка — влияние при определённых условиях.

    Цифры — номера семинаров; подписи и связи — на странице раздела.

  4. Семинары 19–24 · коллоквиум IV

    Раздел IV. Патологические состояния, их измерение и изменение

    Опухолевые и возрастные изменения, методы анализа клеточных состояний и проверка вмешательств.

    Семинары раздела готовятся.

    19 20 23 24 21 22
    Субклональный состав опухоли (19) меняется со временем (20); дисфункция теломер (21) ограничивает обновление ткани (22); измерение (23; точечные линии — измерение) описывает состав популяции и ткани и служит основанием для проверяемого вмешательства (24), которое меняет относительное представительство клеток.

    Цифры — номера семинаров; подписи и связи — на странице раздела.

Страницы адаптированы для телефона; карту коллоквиума удобнее изучать на большом экране. Схемы построены на учебных моделях. Расчётные величины и параметры моделей отделены от экспериментальных данных; для экспериментальных данных указаны источник и условия эксперимента.