Molekularne podstawy bakteryjnej patogenezy dla biotechnologii medycznej 1400-215MPBPbm
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 wpływu środowiska na poziom ekspresji genów kodujących czynniki wirulencji - wpływ poziomu żelaza na ekspresję genów (analiza przy zastosowaniu fuzji transkrypcyjnych i genów reporterowych),
4. Funkcjonalna charakterystyka czynników wirulencji : lokalizacja czynników wirulencji, 5. Diagnostyka chorób zakaźnych - molekularne metody stosowane w diagnostyce i epidemiologii (we współpracy z Narodowym Instytutem Zdrowia, grupa badawcza prof. M. Gniadkowskiego),
6.Analiza funkcjonalna czynników wirulencji – konstrukcja mutantów – mutageneza, insercyjna, specyficzna wobec miejsca)
7. Analiza immunogenności białek – testy Western blot
8. Analiza strukturalna białek, czynników wirulencji – metody in silico (we współpracy z laboratorium prof. dr hab. J. Bujnickiego Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej)
9. Zapoznanie studentów z pracą laboratoriów bakteriologicznych - zwiedzanie pracowni Bakteriologii Klinicznej Centrum Zdrowia Dziecka (dr hab. K. Dzierżanowska), Pracowni Biologii Molekularnej Narodowego Instytutu Zdrowia (prof. dr hab. M. Gniadkowski) oraz zakładu Mikrobiologii Krajowego Referencyjnego Laboratorium Prątka w Instytucie Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie (prof. dr hab. Kopeć-Augustynowicz )
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Założenia (lista przedmiotów)
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
WIEDZA
Wykazuje znajomość aktualnego stanu wiedzy w głównych działach biotechnologii 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 czy biologii molekularnej (K_W03BT1, K_W03BT2, K_W08BT1, K_W12BT2, K_W06BI2)
Wykazuje znajomość podstawowych technik i narzędzi w badaniach zjawisk przyrodniczych, w szczególności procesów bakteryjnej patogenezy (K_W05BT1)
Wykazuje znajomość zasad planowania badań, nowoczesnych technik zbierania danych oraz stosowania różnych narzędzi badawczych (K_W05BT1, K_W05BT2)
Ma wiedzę dotyczącą: (i) samodzielnego planowania i prowadzenia prac doświadczalnych, (ii) opracowywania wyników własnych badań w formie nadającej się do dyskusji, oceny lub publikacji oraz (iii) znaczenia pracy doświadczalnej w biotechnologii, w szczególności w profilaktyce i terapii bakteryjnych chorób zakaźnych (K_W08BT2, K_W09BT1, K_W10BI2, K_W12BI2, K_W13BI2)
Ma wiedzę na temat komórkowych i molekularnych podstaw funkcjonowania mikroorganizmów i interakcji bakterii patogennych z gospodarzem, w świetle badań nad mechanizmami patogenezy bakterii (K_W07BT1, K_W03BI2, K_W05BI2)
Zna podstawy projektowania i wykonywania modyfikacji genetycznych (wprowadzania mutacji) na materiale biologicznym (K_W12BT1)
UMIEJĘTNOŚCI
Wykorzystuje zaawansowane techniki badawcze właściwe dla szeroko pojętej genetyki molekularnej i umożliwiające selekcję i ukierunkowaną modyfikację mikroorganizmów (K_U04BT1, K_U06BT1, K_U01BT1, K_U13BT1, K_U01BT2, K_U04BT2, K_U07BI2)
Wykazuje umiejętność posługiwania się językiem nowożytnym (j. polski lub j. angielski) w stopniu umożliwiającym korzystanie ze źródeł elektronicznych i literatury naukowej poświęconej szeroko pojętej genetyce bakterii (K_U02BT1, K_U03BT1, K_U02BT2, K_U08BT2, K_U03BI2,
Przeprowadza proste zadania badawcze lub ekspertyzy pod okiem opiekuna (K_U04BT1, K_U06BT1, K_U04BT2, K_U04BI2, K_U06BI2)
Wykazuje umiejętność poprawnego wnioskowania i interpretowania wyników badań na podstawie danych z różnych źródeł (K_U07BT1, K_U03BT2, K_U06BT2, K_U07BT2, K_U04 BI2, K_U04BI2, K_U08BI2, K_U09BI2)
Uczy się samodzielnie w sposób ukierunkowany (K_U11BT1)
Wykazuje umiejętność postępowania w nagłych stanach zagrożenia życia i zdrowia zespołów i obiektów (K_U12BT2)
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Rozumie zjawiska biologiczne, fizyczne i chemiczne zachodzące w przyrodzie (K_K01BT1, K_K01BT2)
Docenia wagę narzędzi matematycznych i statystycznych przy opisie wyników prac eksperymentalnych i procesów zachodzących w przyrodzie (K_K02BT1, K_K02BT2, K_K09BT2)
Wykazuje odpowiedzialność za powierzony zakres prac badawczych, sprzęt oraz za pracę własną i innych (K_K03BT1, K_K09BT1, K_K03BT2, K_K05BT1, K_K11BI2)
Wykazuje ostrożność i krytycyzm podczas zdobywania i interpretowania wiedzy z zakresu genetyki mikroorganizmów i jej zastosowania praktycznego (K_K06BT1, K_K06BT2, K_K04BT, K_K04BT2, K_K07BI2)
Wykazuje odpowiedzialność za ocenę zagrożeń wynikających ze stosowanych technik badawczych i tworzenie warunków bezpiecznej pracy (K_K07BT2)
Rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu informacji o nowych osiągnięciach biotechnologii i biologii mikroorganizmów oraz potrafi przekazać te informacje w sposób zrozumiały (K_K11BT1, K_K11BT2, K_K03BI2)
Kryteria oceniania
Ćwiczenia – test zaliczeniowy obejmujący 4-5 pytań otwartych wymagających zaplanowania eksperymentów do rozwiązania konkretnych problemów badawczych.
Konieczność uczęszczania na zajęcia, możliwe jest opuszczenie dwu zajęć
Wykład - egzamin końcowy pisemny złożony z 10 pytań otwartych z podanego wcześniej zestawu około 50 – 60 tematów.
Praktyki zawodowe
Nie dotyczy
Literatura
Biologia molekularna bakterii. 2006. 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
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: