Molekularne podstawy bakteryjnej patogenezy 1400-215MPBP
Wykład:
Terminologia (definicja chorób infekcyjnych, infekcja, kolonizacja, czynniki wirulencji patogeny oportunistyczne, „emerging„ patogeny). Historia bakteriologii, klasyczne i molekularne postulaty Kocha. Ludzka flora fizjologiczna (HMP – Human Microbiome Project). Ewolucja bakterii patogennych - rola HGT, PAI- wyspy patogenności, ewolucja przez redukcję, genomika porównawcza. Mechanizmy indukcji chorób nowotworowych przez bakterie patogenne. Klasyczne i molekularne strategie badania procesów patogenezy. Strategie bakterii patogennych przezwyciężania działania układu odpornościowego (oporność na działanie antybakteryjnych peptydów, mechanizmy zdobywania żelaza, przezwyciężanie działania komplementu i fagocytozy, adhezja, inwazja, obrona przed działaniem przeciwciał). Procesy sekrecji czynników wirulencji. Procesy adhezji patogenów do komórek eukariotycznych oraz macierzy zewnątrzkomórkowej. Konsekwencje procesów adhezji, oddziaływanie patogenów na szlaki przekazywania sygnałów komórek eukariotycznych. Biofilmy. Procesy inwazji komórek gospodarza przez patogenne bakterie – mechanizmy wnikania, strategie przeżycia w wakuoli lub cytozolu. Patogeny wewnątrzkomórkowe (Shigella, Salmonella, Yersinia sp.). Regulacja ekspresji genów kodujących czynniki wirulencji - zmienność fazowa, zmienność antygenowa, zjawisko wyczuwania zagęszczenia, rola małych niekodujących RNA (sRNA) w regulacji ekspresji genów kodujących czynniki wirulencji. Toksyny bakteryjne – struktura, mechanizmy i skutki działania.
Opis ćwiczeń.
Ćwiczenia mają charakter pracy laboratoryjnej w zespołach. Mają na celu zapoznanie studentów z podstawowymi metodami stosowanymi do genetycznej i funkcjonalnej analizy czynników wirulencji oraz współczesnymi metodami diagnostyki i genomotypowania szczepów bakterii chorobotwórczych.
Zajęcia praktyczne będą dotyczyły następujących zagadnień:
1. Identyfikacja bakterii rodzaju Campylobacter w próbach ze środowisk naturalnych,
2. Oznaczanie poziomu przeciwciał IgG anty-Helicobacter w surowicy krwi,
3. Analiza poziomu ekspresji genów kodujących czynniki wirulencji (analiza przy zastosowaniu fuzji transkrypcyjnych i genów reporterowych),
4. Funkcjonalna charakterystyka czynników wirulencji : lokalizacja czynników wirulencji,
5. Analiza genów systemu Dsb odpowiedzialnych za wprowadzanie mostków disiarczkowych
6. Analiza funkcjonalna czynników wirulencji – konstrukcja mutantów – mutageneza, insercyjna, specyficzna wobec miejsca)
7. Analiza immunogenności białek – testy Western blot
8. Zapoznanie studentów z pracą wybranych laboratoriów bakteriologicznych: Pracowni Biologii Molekularnej Narodowego Instytutu Zdrowia (prof. dr hab. M. Gniadkowski) i/lub Zakładu Mikrobiologii Krajowego Referencyjnego Laboratorium Prątka w Instytucie Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie (prof. dr hab. E. Kopeć-Augustynowicz ) i/lub Pracowni Badań Wielkoskalowych w Zakładzie Genetyki Centrum Onkologii-Instytut (dr hab. M. Mikula)
Koordynatorzy przedmiotu
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Wymagania (lista przedmiotów)
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
WYKŁAD:
WIEDZA
Zna i rozumie szczegółową wiedzę w wybranych obszarach biotechnologii oraz rozumie związki i zależności między różnymi dyscyplinami przyrodniczymi. (K_W01BT1)
Zna i rozumie aktualny stan wiedzy w głównych działach biotechnologii; ma wiedzę dotyczącą: terminologii przyrodniczej, najnowszych badań, odkryć i ich zastosowań w biotechnologii, medycynie czy rolnictwie. Zna i rozumie słownictwo fachowe w dziedzinie nauk przyrodniczych w wybranym języku nowożytnym (j. angielski). (K_W03BT2, , K_W12BT2)
Zna i rozumie specjalistyczne pojęcia terminologii biochemicznej, mikrobiologicznej, biologii grzybów, roślin i zwierząt, genetyki, biologii molekularnej i biologii środowiskowej oraz
literaturę kierunkową z tych obszarów. (K_W06BI2)
Zna i rozumie w zaawansowanym stopniu techniki i narzędzia w badaniach zjawisk przyrodniczych, rozumie znaczenie pracy doświadczalnej w biotechnologii oraz potrafi opisać znaczenie analiz molekularnych w badaniach biologicznych i medycznych. (K_W04BT1)
Zna i rozumie w zaawansowanym stopniu wiedzę dotyczącą wykorzystania technicznych i technologicznych aspektów biotechnologii. Zna i rozumie w pogłębionym stopniu zasady
planowania badań, nowoczesne techniki zbierania danych oraz zastosowania różnych narzędzi badawczych. (K_W05BT1, K_W05BT2)
Zna i rozumie w pogłębionym stopniu wiedzę dotyczącą samodzielnego planowania i
prowadzenia prac doświadczalnych, opracowywania wyników w formie nadającej się do dyskusji, oceny lub publikacji. (K_W08BT2)
Zna i rozumie w pogłębionym stopniu różnorodne techniki i narzędzia badawcze, stosowane w naukach biologicznych i właściwie planuje ich wykorzystanie do rozwiązywania
postawionych zadań. (K_W10BI2)
Zna i rozumie zaawansowane techniki laboratoryjne, pomiarowe i obrazowe, stosowane w badaniach biologicznych. Zna i rozumie zasady planowania badań i wykonywania eksperymentów z zastosowaniem specjalistycznych metod stosowanych w studiowanej
specjalności nauk biologicznych. (K_W12BI2, K_W13BI2)
Zna i rozumie w pogłębionym stopniu zróżnicowanie strukturalne, genetyczne, metaboliczne i funkcjonalne organizmów żywych oraz ich wzajemne relacje. Zna i rozumie w pogłębionym stopniu reguły, a także mechanizmy molekularne, komórkowe i fizjologiczne rozwoju oraz
funkcjonowania organizmów. (K_W03BI2, K_W05BI2)
Zna i rozumie podstawową wiedzę z zakresu ochrony własności intelektualnej (K_W10BT1)
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi czytać ze zrozumieniem literaturę fachową w języku nowożytnym (angielskim) i komunikować się na poziomie B2. Potrafi korzystać z dostępnych źródeł informacji, w tym ze źródeł elektronicznych. (K_U02BT1, K_U03BT1)
Potrafi posługiwać się językiem nowożytnym (angielskim) na poziomie B2+ w stopniu umożliwiającym korzystanie z literatury naukowej i komunikację z cudzoziemcami.
(K_U02BT2)
Potrafi wykorzystywać w sposób biegły naukowe i popularnonaukowe teksty biologiczne w języku ojczystym i angielskim oraz komunikuje się w języku angielskim na poziomie B2+.
(K_U03BI2)
Potrafi poprawnie wnioskować na podstawie danych z różnych źródeł. (K_UO6BT1)
Potrafi krytycznie analizować i wybierać informacje, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych.
Potrafi zbierać dane empiryczne oraz dokonuje ich interpretacji. Potrafi wyciągać wnioski oraz formułować sądy na podstawie danych z różnych źródeł. (K_U03BT2, K_U06BT2, K_U07BT2)
Potrafi wykazywać umiejętność krytycznej analizy i selekcji informacji biologicznych, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych i mediów. Potrafi krytycznie opracować wybrany
problem biologiczny na podstawie danych literaturowych i wyników własnych badań, formułując własne opinie i wnioski. (K_U04BI2, K_U08BI2)
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Jest gotów do zrozumienia zjawisk i procesów biologicznych w przyrodzie. Jest gotów do rozumienia zjawisk fizycznych i chemicznych zachodzących w przyrodzie. (K_K01BT1,
K_K01BT2)
Jest gotów do rozwijania akceptującej postawy wobec metod matematycznych i
statystycznych stosowanych w biotechnologii. Jest gotów do docenienia wagi narzędzi matematycznych i statystycznych przy opisie zjawisk i procesów zachodzących w przyrodzie.
(K_K02BT1, K_K02BT2)
Jest gotów do efektywnej pracy w zespole. (K_K04BT1)
Jest gotów do przestrzegania zasad etycznego postępowania w pracy zawodowej i w życiu.
(K_K05BT1)
Jest gotów do korzystania z obiektywnych źródeł informacji naukowej oraz posługiwania się
zasadami krytycznego wnioskowania przy rozstrzyganiu praktycznych problemów. K_K04BT2
Jest gotów do przekazywania społeczeństwu informacji o nowych osiągnięciach
biotechnologii i potrafi przekazać te informacje w sposób zrozumiały. (K_K06BT1)
Jest gotów do krytycznej analizy informacji pojawiających się w środkach masowego
przekazu i w literaturze fachowej. (K_K08BI1)
Jest gotów do stałego dokształcania się i aktualizowania wiedzy, korzystając ze źródeł
naukowych i popularnonaukowych, dotyczących specjalistycznych nauk biologicznych.
(K_K07BI2)
Jest gotów do pełnienia roli edukacyjnej w społeczeństwie, w zakresie działalności opartej na
wiedzy i umiejętnościach z zakresu biologii. (K_K02BI2)
Jest gotów przekazywania społeczeństwu wiedzy o najnowszych osiągnięciach nauk
przyrodniczych i do wyjaśniania zasadności prowadzenia podstawowych badań naukowych.
(K_K03BI2)
LABORATORIUM:
WIEDZA
Wykazuje znajomość aktualnego stanu wiedzy w głównych działach biotechnologii oraz
szczegółową wiedzę w mikrobiologicznych obszarach biotechnologii.
Rozumie związki i zależności między różnymi dyscyplinami przyrodniczymi i ma wiedzę
dotyczącą: terminologii przyrodniczej w zakresie mikrobiologii i genetyki (w j. polskim i j.
angielskim), najnowszych badań, odkryć i zastosowań mikroorganizmów w biotechnologii,
medycynie, rolnictwie czy biologii molekularnej. Zna i rozumie słownictwo fachowe w
dziedzinie nauk przyrodniczych w języku angielskim. Zna specjalistyczne pojęcia terminologii
biochemicznej, mikrobiologicznej, genetyki, biologii molekularnej oraz literaturę kierunkową
z tych obszarów. (K_WO1BT1, K_W03BT2, K_W12BT2, K_W06BI2)
Zna w zaawansowanym stopniu techniki i narzędzia w badaniach zjawisk przyrodniczych,
rozumie znaczenie pracy doświadczalnej w biotechnologii oraz potrafi opisać znaczenie
analiz molekularnych w badaniach biologicznych i medycznych, w szczególności procesów
bakteryjnej patogenezy (K_W04 Bt1)
Ma w zaawansowanym stopniu wiedzę dotyczącą wykorzystania technicznych i
technologicznych aspektów biotechnologii. Wykazuje znajomość, w pogłębionym stopniu,
zasad planowania badań, nowoczesnych technik zbierania danych , wykorzystania
technicznych i technologicznych aspektów biotechnologii oraz stosowania różnych narzędzi
badawczych (K_W05BT1, K_W05BT2)
Ma pogłębioną wiedzę dotyczącą: (i) samodzielnego planowania i prowadzenia prac
doświadczalnych, (ii) opracowywania wyników własnych badań w formie nadającej się do
dyskusji, oceny lub publikacji, (iii) różnorodnych technik i narzędzi badawczych, stosowanych
w naukach biologicznych i właściwie planuje ich wykorzystanie do rozwiązywania
postawionych zadań, (iv) zaawansowanych technik laboratoryjnych, pomiarowych i
obrazowych, stosowanych w badaniach biologicznych, (v) zasady planowania badań i
wykonywania eksperymentów z zastosowaniem specjalistycznych metod stosowanych w
studiowanej specjalności nauk biologicznych (K_W08 BT2, K_W01 BT1, K_W10 BI2, K_W12
BI2, K_W13 BI2)
Ma wiedzę na temat komórkowych i molekularnych podstaw funkcjonowania
mikroorganizmów i interakcji bakterii patogennych z gospodarzem, w świetle badań nad
mechanizmami patogenezy bakterii. Zna i rozumie w pogłębionym stopniu zróżnicowanie
strukturalne, genetyczne, metaboliczne i funkcjonalne mikroorganizmów oraz ich wzajemne
relacje. Zna i rozumie w pogłębionym stopniu reguły, a także mechanizmy molekularne,
komórkowe i fizjologiczne rozwoju oraz funkcjonowania mikroorganizmów (K_W01Bt1,
K_W03 BI2, K_W05 BI2)
Ma wiedzę dotyczącą wnioskowania statystycznego oraz znajomość i rozumienie
metodologii stosowanej w biotechnologii, testowanie hipotez i znaczenia eksperymentu. Zna
w pogłębionym stopniu zasady planowania badań, nowoczesne techniki zbierania danych
oraz zastosowania różnych narzędzi badawczych. (K_W04 Bt2. K_W05 Bt2)
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi posługiwać się językiem nowożytnym (angielskim) na poziomie B2+ w stopniu
umożliwiającym korzystanie z literatury naukowej i komunikację z cudzoziemcami. Potrafi
krytycznie analizować i wybierać informacje, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych i literatury
naukowej poświęconej szeroko pojętej genetyce bakterii. (K_U0 Bt02, K_U03 Bt2)
Potrafi zbierać dane empiryczne oraz dokonuje ich interpretacji. Potrafi wyciągać wnioski
oraz formułować sądy na podstawie danych z różnych źródeł. (K_U06 Bt2, K_U07 Bt2)
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Wykazuje zrozumienie zjawisk biologicznych, fizycznych i chemicznych zachodzących w
przyrodzie. (K_K01 Bt2)
Jest gotów do docenienia wagi narzędzi matematycznych i statystycznych przy opisie zjawisk
i procesów zachodzących w przyrodzie. (K_K02 Bt2)
Jest gotów do korzystania z obiektywnych źródeł informacji naukowej oraz posługiwania się
zasadami krytycznego wnioskowania przy rozstrzyganiu praktycznych problemów. (K_K04
Bt2)
Jest gotów do przestrzegania zasad etycznego postępowania w pracy zawodowej i w życiu.
(K_05 Bt1)
Jest gotów do przekazywania społeczeństwu informacji o nowych osiągnięciach
biotechnologii i potrafi przekazać te informacje w sposób zrozumiały. (K_K06 Bt1)
WIEDZA
Ma i rozumie w pogłębionym stopniu wiedzę w wybranych obszarach biotechnologii
mikroorganizmów, przemysłowej, medycznej oraz inżynierii komórkowej. (K_W02 Bt2),
Ma i rozumie aktualny stan wiedzy w głównych działach biotechnologii; ma wiedzę
dotyczącą: terminologii przyrodniczej, najnowszych badań, odkryć i ich zastosowań w
biotechnologii, medycynie czy rolnictwie. (K_W03 Bt2)
Ma i rozumie wiedzę dotyczącą wnioskowania statystycznego oraz znajomość i rozumienie
metodologii stosowanej w biotechnologii, testowanie hipotez i znaczenia eksperymentu.
(K_W04 Bt2)
Zna i rozumie w pogłębionym stopniu zasady planowania badań, nowoczesne techniki
zbierania danych oraz zastosowania różnych narzędzi badawczych. (K_W05 Bt2)
Ma i w pogłębionym stopniu rozumie wiedzę dotyczącą samodzielnego planowania i
prowadzenia prac doświadczalnych, opracowywania wyników w formie nadającej się do
dyskusji, oceny lub publikacji. (K_W08 Bt2)
Zna i rozumie szczegółową wiedzę w wybranych obszarach biotechnologii oraz rozumie
związki i zależności między różnymi dyscyplinami przyrodniczymi.
(K_W01 Bt1)
Zna i rozumie wiedzę dotyczącą wnioskowania statystycznego oraz znajomość i rozumienie
metodologii stosowanej w biotechnologii, testowanie hipotez i znaczenia eksperymentu.
(K_W04 Bt2)
Zna i w pogłębionym stopniu rozumie zasady planowania badań, nowoczesne techniki
zbierania danych oraz zastosowania różnych narzędzi badawczych. (K_W05 Bt2)
UMIEJĘTNOŚCI
Potrafi posługiwać się językiem nowożytnym (angielskim) na poziomie B2+ w stopniu
umożliwiającym korzystanie z literatury naukowej i komunikację z cudzoziemcami. Potrafi
krytycznie analizować i wybierać informacje, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych. ((K_U02,
K_U03 Bt2)
Potrafi wykorzystywać zaawansowane techniki badawcze, właściwe dla kierunku
biotechnologia. (K_U01 Bt2)
Potrafi zbierać dane empiryczne oraz dokonuje ich interpretacji oraz potrafi wyciągać
wnioski oraz formułować sądy na podstawie danych z różnych źródeł. (K_U06, K_U07 Bt2)
Potrafi samodzielnie planować i przeprowadzać zadania badawcze lub ekspertyzy z pomocą
opiekuna. (K_U04 Bt2)
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Jest gotów do rozumienia zjawisk fizycznych i chemicznych zachodzących w przyrodzie
(K_K01 Bt2)
Jest gotów do docenienia wagi narzędzi matematycznych i statystycznych przy opisie zjawisk
i procesów zachodzących w przyrodzie. (K_K02 Bt2)
Jest gotów do przestrzegania zasad etycznego postępowania w pracy zawodowej i w życiu.
(K_K05 Bt1 )
Jest gotów do korzystania z obiektywnych źródeł informacji naukowej oraz posługiwania się
zasadami krytycznego wnioskowania przy rozstrzyganiu praktycznych problemów. (K_K04
Bt2)
Jest gotów do przekazywania społeczeństwu informacji o nowych osiągnięciach
biotechnologii i biologii mikroorganizmów oraz potrafi przekazać te informacje w sposób
zrozumiały (K_K06 Bt1)
Kryteria oceniania
Warunki zaliczenia zajęć
Zajęcia są zaliczane jeśli student:
1) uczestniczył w co najmniej 85 procentach zajęć
2) pracował na zajęciach w sposób pozwalający pozytywnie ocenić wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne, jakie w toku zajęć uzyskał (opisane w sylabusie jako przedmiotowe efekty kształcenia).
Szczegółowe warunki zaliczenia zajęć:
- zdobycie 51% możliwych do uzyskania punktów ze sprawdzianu pisemnego złożonego z 5-6 pytań otwartych wymagających rozwiązania konkretnych problemów badawczych.
Warunki zaliczenia egzaminu (przedmiotu):
1) Warunkiem dopuszczającym do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń.
2) Szczegółowe warunki zaliczenia egzaminu:
- zdobycie 51% możliwych do uzyskania punktów z egzaminu pisemnego w formie testu wielokrotnego wyboru.
Praktyki zawodowe
nie dotyczy
Literatura
Literatura:
Biologia molekularna bakterii. 2015. PWN – rozdział 8
Gołąb J. M. Jakóbisiak, W. Lasek. Immunologia. 2002. Wydawnictwo Naukowe PWN
Salyers A.A and D. D. Whitt . 2002. Bacterial pathogenesis. A molecular approach. Second edition. ASM Press. Washington D.C
Wilson BA. et al.2011. Bacterial pathogenesis. A molecular approach. Third edition. ASM Press. Washington D.C
Sambrook J., Russell D.W. 2001. Molecular cloning - a laboratory manual. 3rd edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York – wybrane rozdziały
Artykuły przeglądowe z czasopism takich jak np. Nat. Rev. Microbiol.; Curr. Opin. Microbiol.; Trends in Microbiol. FEMS Microbiol. Rev i innych rekomendowane przez wykładowcę