Биотехнологии: живые организмы в руках инженеров

2024/2025

Статус: Майнор

Кто читает: Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Где читается: Факультет биологии и биотехнологии

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Князев Евгений Николаевич, Тоневицкая Светлана Александровна

Язык: русский

Кредиты: 5

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Биотехнология обладает поистине уникальной способностью раскрывать тайны жизни и трансформировать ее благодаря этим открытиям. Именно в биотехнологии мы находим ключи к пониманию и решению множества глобальных вызовов. Современная биотехнология предлагает инновационные разработки, которые помогают снижать наше воздействие на окружающую среду, решать задачи продовольственной безопасности и старения населения, рациональнее использовать энергию и создавать более чистые и эффективные промышленные процессы, а также бороться с тяжелыми, редкими и инфекционными заболеваниями. И это лишь малая часть её возможностей. Быстрый темп развития делает биотехнологию одной из самых перспективных и значимых областей науки. Погрузившись в увлекательный мир биотехнологий, мы поговорим о том, как переписывать гены живых организмов, и зачем человеку менять собственный генетический код. Разберемся, не грозит ли нам мир, где генетические улучшения станут новой нормой, а неравенство начнется с уровня ДНК. Мы заглянем в лаборатории, где создают искусственные вирусы, печатают органоиды и разрабатывают исцеляющие нанороботы. Узнаем о ГМО-продуктах, а также научимся создавать мясо без мяса, шоколад без шоколада, молоко без молока и даже дизель из водорослей. Разберемся, насколько реальна одежда и предметы интерьера из грибов, и как биотехнологии меняют производство обычных вещей. Кроме того, научимся аргументированно выражать свою точку зрения на основе научных фактов, а также рассказывать о сложных идеях просто и увлекательно, делая науку доступной и интересной, вдохновляя других и вызывая интерес к биотехнологии, а также к науке в целом. Изучение этой дисциплины позволит узнать о самых передовых достижениях в биотехнологии, погрузится в ее загадки, познакомится с вызовами, разобраться в спорных вопросах и мифах, а также открыть для себя удивительный мир, где биотехнологические открытия обещают изменить повседневную жизнь.

Цель освоения дисциплины

Знакомство с современными технологиями, процессами, методами и инструментами, применяемыми в биотехнологической сфере.
Освоение передовых достижений и актуальных трендов в области биотехнологии, оказывающих влияние на сельское хозяйство, медицину, энергетику и другие отрасли промышленности.
Понимание потенциала и возможностей биотехнологий, а также рисков, сложностей и этических аспектов, связанных с их применением.
Формирование навыков научного аргументирования и способности обоснованно выражать свою точку зрения на основе научных фактов.
Развитие коммуникативных навыков и способности ясно и доступно объяснять сложные идеи и технологии широкой аудитории.

Планируемые результаты обучения

Перечисляет отрасли, направления, применения и тренды в сфере современной мировой биотехнологии.
Объясняет понятие биотехнологии, называет основные предпосылки ее возникновения и этапы развития.
Называет основные методы и подходы, которые используются в современной биотехнологии.
Называет актуальные вопросы и вызовы, связанные с биотехнологиями в контексте пищевой промышленности и сельского хозяйства.
Описывает суть биотехнологических методов, используемых в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
Называет технологии производства биотоплива, включая биотехнологические методы.
Анализирует эффективность и устойчивость методов производства биотоплива с использованием биотехнологий.
Классифицирует различные виды биотоплива, включая биоэтанол, биодизель и другие, и оценивает их применение в различных сферах.
Показывает способы получения различных материалов для строительства, текстильной, косметической промышленности с помощью методов биотехнологии.
Описывает биотехнологические подходы, направленные на улучшение состояния окружающей среды, включая очистку воды и почвы, утилизацию отходов, контроль за загрязнением и восстановление экосистем.
Называет и описывает современные и перспективные биотехнологические подходы, ориентированных на улучшение и продление человеческой жизни.
Показывает влияние биотехнологии на социальные, этические и культурные аспекты, а также формирование общественного мнения и отношения к современным научным достижениям.
Перечисляет отрасли и направления в сфере современной мировой биотехнологии.
Приводит примеры достижений биотехнологии.
Описывает основные области применения и современные тренды в биотехнологии.
Приводит примеры приборов и расходных материалов, которые используются в биотехнологическоей лаборатории. Объясняет их общие назначения.
Идентифицирует и называет передовые биотехнологические подходы получения различных материалов для строительства, текстильной, химической, косметической и других отраслей промышленности.
Описывает процессы создания различных материалов с помощью биотехнологических методов.
Называет сложности и вызовы, которые имеют место при биотехнологическом производстве различных материалов.
Оценивает значимость материалов нового поколения для создания устойчивых и инновационных продуктов в различных отраслях промышленности.
Называет биотехнологические подходы, направленные на улучшение и восстановление состояния окружающей среды.
Описывает биотехнологические методы переработки и утилизации промышленных и бытовых отходов.
Перечисляет биотехнологические системы, использующиеся для обнаружения и контроля загрязняющих веществ в окружающей среде.
Описывает основные биотехнологические подходы, используемые для диагностики, лечения и профилактики заболеваний.
Рассказывает о биотехнологических подходах к созданию вакцин.
Перечисляет инновационные подходы с использованием биотехнологий для косметической индустрии.
Описывает системы "органов-на-чипе" и "лабораторий-на-ладони", рассказывает об особенностях и применениях этих систем.
Анализирует значение омик-технологий (геномика, протеомика, метаболомика и др.) для современной биологии и медицины.
Описывает подходы к секвенированию ДНК и их применения для лечения и диагностики различных заболеваний.
Объясняет принцип метода ПЦР, упоминая ключевые этапы и компоненты реакции, перечисляет основные области использования, рассказывает о значении метода ПЦР для научных исследований и медицинских разработок.
Описывает социальные и культурные аспекты использования современных биотехнологий.
Отмечает формирование общественного мнения и отношения к современным научным достижениям в области биологии и биотехнологии.
Анализирует этические и правовые вопросы, связанные с применением биотехнологий, таких как генная терапия и редактирование генома.
Объясняет принцип работы CRISPR и его применение в генетическом редактировании для диагностики и лечения заболеваний.

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Биотехнологии. Введение
Тема 2. Как биотехнологии изменяют то, что мы едим
Тема 3. Биотехнологии и биотопливо
Тема 4. Биотехнологии: индустрия 5.0
Тема 5. Биотехнологии в контексте заботы об окружающей среде
Тема 6. Биотехнологии: формирование будущего здоровья человека
Тема 7. Биотехнология и общество

Элементы контроля

Тест 1
Тест 2
Тест 3
Домашнее задание 1
Домашнее задание 2
Домашнее задание 3
Экзамен

Промежуточная аттестация

2024/2025 4th module
0.11 * Домашнее задание 1 + 0.11 * Домашнее задание 2 + 0.11 * Домашнее задание 3 + 0.11 * Тест 1 + 0.11 * Тест 2 + 0.11 * Тест 3 + 0.34 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Тоневицкая Светлана Александровна

Программа дисциплины