تكنولوجيا المناعة

محتوى المادة:

المحاضرات

الجزء الأول: مدخل إلى علم المناعة

الفصل 1: المفاهيم الأساسية في علم المناعة

نظرة عامة على الجهاز المناعي

مفهوم المستضد وبنى التعرّف عليه

الذات وغير الذات والانتقاء النسيلي

أدوار الجهاز المناعي وخصائصه

الفصل 2: البنية والتنظيم العام للجهاز المناعي

الأعضاء اللمفاوية: التوضع والبنية والوظيفة

الخلايا المناعية المختلفة: الشكل والوظيفة وواسمات التمايز

الجزء الثاني: المناعة الفطرية والاستجابة الالتهابية

الفصل 1: المناعة الفطرية

خلايا المناعة الفطرية ومستقبلاتها

الفصل 2: جهاز المتممة

مسارات تنشيط المتممة

المسارات المؤثرة لجهاز المتممة

التنظيم

مستقبلات المتممة

المتممة والأمراض البشرية

استقصاء جهاز المتممة

الفصل 3: الخلايا اللمفاوية القاتلة الطبيعية (NK)

الخصائص العامة للخلايا القاتلة الطبيعية

منشأ الخلايا القاتلة الطبيعية ونضجها

وظائف هذه الخلايا

آلية التعرّف وتنشيط الخلايا القاتلة الطبيعية

مستقبلات الخلايا القاتلة الطبيعية

دورها في المناعة المضادة للأورام

الفصل 4: العَدِلات

مدخل إلى العَدِلات

منشأ العَدِلات وتطورها: من نخاع العظم إلى البؤرة الالتهابية

الأنماط الظاهرية واللدونة الوظيفية للعَدِلات

الوظائف المؤثرة للعَدِلات

الفصل 5: الاستجابات الالتهابية

مقدمة

العناصر المختلفة المشاركة في العملية الالتهابية

مراحل الالتهاب المختلفة

أنواع الالتهاب المختلفة

الواسمات البيولوجية للالتهاب

العلاج

الأعمال الموجّهة

سلسلة تمارين حول الاستجابة المناعية الفطرية والالتهاب

سلسلة تمارين حول جهاز المتممة

تحليل مقالات علمية أو تقديم عروض

محتوى المادة:

المحاضرات

الجزء الأول: نظرة عامة على الأيض

الفصل 1: ملتقيات المسارات الأيضية

مراجعة المسارات الأيضية المختلفة

الفصل 2: الطاقة الحيوية

مراجعة مبادئ الديناميكا الحرارية

الآلية الجزيئية ونقل الإلكترونات في السلسلة التنفسية الميتوكوندرية

الفصل 3: التحفيز الإنزيمي

بنية الإنزيمات وخصائصها

تسمية الإنزيمات وتصنيفها

آلية عمل الإنزيمات

الحركية الإنزيمية

النشاط التحفيزي

الإنزيمات التفارغية

الجزء الثاني: عمليات الأيض وآليات تنظيمها

الفصل 1: التنظيم الإنزيمي والهرموني

التنظيم الإنزيمي

التنظيم الهرموني والأيضي

الفصل 2: أيض السكريات والمقترنات السكرية

التحلل السكري وتنظيمه

تنظيم أيض الغليكوجين واضطراباته المرضية

نقل الإشارة وعمليات النقل عبر الأغشية

المسارات الأخرى لأيض السكريات

الفصل 3: استقصاء أيض الدهون

تنظيم مسارات أيض الدهون

أيض الإيكوسانويدات

أيض الفيتامينات الذائبة في الدهون

ضبط أيض الدهون والأحماض الدهنية

الفصل 4: أيض الأحماض الأمينية

التخليق الحيوي للأحماض الأمينية

تقويض النيتروجين والهيكل الكربوني للأحماض الأمينية

تحويل الأحماض الأمينية إلى نواتج متخصصة

الفصل 5: الكيمياء الحيوية التكاملية للخلية

الجذور الحرة والإجهاد التأكسدي

الكيمياء الحيوية للشيخوخة

أيض النسيج العصبي والتنظيم الأيضي للمشابك العصبية

محتوى المادة:

الفصل I: مراجعة التنظيم الجزيئي للأغشية الحيوية

1. بنية الأغشية الحيوية

1.1. عدم التناظر في تركيب الليبيدات الغشائية وتوزيعها

1.2. توزيع البروتينات الغشائية

2. سيولة الغشاء

3. آليات توجيه الجزيئات إلى مواقعها

3.1. النقل الحويصلي للبروتينات داخل الخلية

3.2. تعديلات البروتينات بعد الترجمة

3.2.1. إضافة المجموعات الدهنية

3.2.2. الغلكزة

الفصل II: المستقبلات الغشائية وجزيئات الإشارة داخل الخلية

المستقبلات الغشائية وربيطاتها

خصائص المستقبلات

تصنيف المستقبلات حسب موضعها

1.2.1. المستقبلات النووية

1.2.2. المستقبلات الغشائية

أنواع المستقبلات الغشائية

1.3.1. مستقبلات القنوات الأيونية

1.3.2. المستقبلات المقترنة ببروتينات G

1.3.3. المستقبلات ذات النشاط الإنزيمي الذاتي

1.3.3.1. مستقبلات كيناز التيروزين

1.3.3.2. المستقبلات ذات نشاط كيناز السيرين/الثريونين

1.3.4. المستقبلات ذات نشاط غوانيلات سيكلاز

1.3.5. المستقبلات المقترنة بكيناز التيروزين

1.3.6. المستقبلات المقترنة بكيناز السيرين/الثريونين

المخطط العام لمسار الإشارة

شبكة جزيئات الإشارة داخل الخلية

أهم البروتينات المكيِّفة

نطاقات التآثر بين البروتينات

3.1.1.1. نطاقات التماثل مع Src

3.1.1.2. نطاقات ارتباط الفوسفوتيروزين

3.1.2. البروتينات المكيِّفة ذات نطاقات SH2

3.1.2.1. البروتين Grb2

3.1.2.2. البروتين Shc

بروتينات G الصغيرة أحادية الوحدات

3.2.1. العائلة الفائقة لبروتينات Ras

3.3. البروتينات التنظيمية المرتبطة ببروتينات G الصغيرة

3.3.1. بروتينات تبادل GTP/GDP

3.3.2. البروتينات المنشِّطة لنشاط GTPase

3.4. الإنزيمات والرسل الثانوية داخل الخلية

3.4.1. خصائص الرسول الثانوي

3.4.2. تفاعلات تخليق الرسل الثانوية والإنزيمات المرتبطة بها

3.4.2.1. أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي وأدينيلات سيكلاز

3.4.2.2. ثنائي أسيل الغليسيرول وفسفات الإينوزيتول الثلاثي والفوسفوليبازات C

3.4.2.3. فوسفاتيديل إينوزيتول ثنائي الفوسفات (PIP2) وكيناز PI3K؛ وردت تسمية «ثلاثي الفوسفات» خطأً مع PIP2 في المصدر

3.4.2.4. أحادي فوسفات الغوانوزين الحلقي وغوانيلات سيكلاز

3.5. كينازات البروتين

3.5.1. تفاعلات الفسفرة ونطاقات الكيناز

3.5.2. أهم كينازات البروتين

3.5.2.1. كيناز البروتين A

3.5.2.2. كيناز البروتين C

3.5.2.3. كيناز البروتين B (Akt)

3.5.2.4. كينازات البروتين المنشَّطة بالمحفّزات الانقسامية

الفصل III: الأسس الجزيئية للإشارة عبر مستقبلات كيناز التيروزين

آليات تنشيط مستقبلات كيناز التيروزين

تثنّي المستقبلات

الفسفرة المتبادلة بين المستقبلات

تنشيط سلسلة كينازات البروتين المنشَّطة بالمحفّزات الانقسامية

عوامل النسخ المنشَّطة بكينازات MAP: البروتين المنشِّط AP-1

تنشيط مسار كيناز فوسفاتيديل إينوزيتول-3

نشاط PI3K بوصفه كينازًا لليبيدات

أصناف PI3K

الصنف IA

الصنف IB

دور الوحدات الفرعية لـPI3K

آليات تنشيط PI3K بمستقبلات كيناز التيروزين

التنشيط المباشر

التنشيط بواسطة البروتين المكيِّف IRS-1، ركيزة مستقبل الإنسولين 1

التنشيط بواسطة البروتين Ras

استقدام الكيناز المعتمد على الفوسفوينوزيتيد PDK1

تنشيط البروتين Akt (PKB)

الفصل IV: مسارات الإشارة عبر المستقبلات المقترنة ببروتينات G

بروتينات G غير المتجانسة ثلاثية الوحدات

بنية بروتينات G ووحداتها الفرعية؛ رموز الوحدات مفقودة في الوثيقة المصدر

بروتينات G ووحداتها الفرعية من الأنماط s وi وq و12؛ بعض الرموز مفقودة في المصدر

دورة تنشيط بروتين G وتعطيله

تنشيط أدينيلات سيكلاز بالوحدة الفرعية αs من بروتين G

تنشيط الفوسفوليباز C بالوحدة الفرعية q من بروتين G

4.1. تحرير الرسل الثانوية: ثنائي أسيل الغليسيرول وفسفات الإينوزيتول الثلاثي

4.2. ثنائي أسيل الغليسيرول وتنشيط كيناز البروتين C

4.3. فسفات الإينوزيتول الثلاثي وتعبئة الكالسيوم داخل الخلية

دور وحدة فرعية من بروتين G في تنشيط PI3K؛ رمز الوحدة مفقود في المصدر

عوامل النسخ CREB

الفصل VI: عوامل النسخ المعتمدة على الإشارة

تصنيف مبسّط لعوامل النسخ

عوامل النسخ النشطة بصورة مستمرة

عوامل النسخ الخاضعة للتنظيم

عوامل النسخ المنظَّمة بإشارة غشائية

عوامل متموضعة في النواة: C/EBP وAP-1

عوامل متموضعة في السيتوبلازم

STAT: ناقل الإشارة ومنشِّط النسخ

SMAD: عائلة Sma وMad

NF-κB: العامل النووي كابا B؛ سقط رمز كابا في المصدر

تنشيط عوامل النسخ STAT بمسار السيتوكينات

تعريف السيتوكينات وأصنافها

المستقبلات المقترنة بكيناز التيروزين السيتوبلازمي JAK

أعضاء عائلة JAK

تنشيط المستقبلات بكينازات JAK

نقل الإشارة بواسطة STAT

أعضاء عائلة STAT

بنية بروتينات STAT

تنشيط STAT وانتقالها إلى النواة

تنشيط مسار JAK/STAT بالإنترلوكين 6

تنشيط مسار JAK/STAT بالإنترفيرون؛ النوع الفرعي غير ظاهر في المصدر

تنشيط عوامل النسخ SMAD بعامل النمو المحوِّل؛ اللاحقة غير ظاهرة في المصدر

أعضاء عائلة SMAD

بنية بروتينات SMAD

المسار التقليدي لتنشيط SMAD بمستقبلات كيناز السيرين/الثريونين

المسار التقليدي لتنشيط NF-κB بالإنترلوكين 1 وعامل نخر الورم؛ لاحقة العامل غير ظاهرة في المصدر

4.1. العامل النووي NF-κB

4.1.1. أعضاء عائلة NF-κB

4.1.2. الخصائص البنيوية لـNF-κB

4.1.3. البروتينات المثبِّطة IκB؛ رموز الأنماط الفرعية مفقودة في المصدر

4.1.4. كيناز IKK، كيناز البروتين IκB

4.2. تنشيط NF-κB بالإنترلوكين 1

4.2.1. معقّد مستقبل الإنترلوكين 1

4.2.2. مسار إشارة الإنترلوكين 1 المعتمد على MyD؛ الرمز مبتور في المصدر

4.3. تنشيط NF-κB بعامل نخر الورم؛ اللاحقة مفقودة في المصدر

4.3.1. مستقبلات عامل نخر الورم؛ اللاحقة مفقودة في المصدر

4.3.2. مسار الإشارة عبر مستقبل عامل نخر الورم من النمط 1

4.4. الجينات المستجيبة لـNF-κB

الفصل V: إسهامات الذكاء الاصطناعي في دراسة مسارات الإشارة الخلوية

تحليل شبكات تآثرات البروتينات باستخدام STRING

عمل STRING: مصادر البيانات ودرجات الثقة

عرض شبكة إشارة بصريًا، مثل مسار MAPK

تفسير الروابط: البروتينات المركزية والعُقد المحورية والمعقّدات

الإثراء الوظيفي واستكشاف المسارات باستخدام ShinyGO

مفهوم الأنطولوجيا الجينية والمسارات في KEGG وReactome

تحليل مجموعة بيانات من الجينات أو البروتينات

تحديد مسارات الإشارة المُثرَاة بدلالة إحصائية

التنبؤ بالبنية ثلاثية الأبعاد لبروتينات الإشارة باستخدام AlphaFold

من التسلسل إلى البنية: مبادئ التنبؤ

استخدام قاعدة AlphaFold لبنى البروتينات

تحديد النطاقات الوظيفية، مثل نطاقات الكيناز وSH2

تطبيق: عرض بروتين رئيسي باستخدام PyMOL أو ChimeraX

دراسة حالة متكاملة: مسار PI3K–AKT

إعادة بناء الشبكة باستخدام STRING

إثراء الوظائف المرتبطة باستخدام ShinyGO

عرض بنية AKT أو PI3K عبر AlphaFold

مناقشة: تكامل الأدوات لفهم التنظيم الخلوي

الحدود والآفاق والانفتاح على البحث

حدود البيانات وتفسير النتائج

التكامل مع المقاربات التجريبية

محتوى المقياس:

مدخل إلى البيولوجيا الجزيئية

التعريف

لمحة تاريخية

المبدأ المركزي للبيولوجيا الجزيئية

بنية الأحماض النووية

1. المكونات الكيميائية للأحماض النووية

1.1. القواعد النيتروجينية

1.2. السكريات الخماسية

1.3. مجموعة الفوسفات

2. النيوكليوزيدات والنيوكليوتيدات

2.1. الرابطة الغليكوسيدية النيتروجينية والنيوكليوزيدات الناتجة عنها

2.2. الرابطة الفوسفوإسترية

2.3. رابطة البيروفوسفات

2.4. قواعد التسمية

3. بلمرة النيوكليوتيدات

3.1. الروابط الفوسفوديإسترية وتكوين البوليمرات النيوكليوتيدية

3.2. اصطلاحات الكتابة

4. الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA)

4.1. بنية DNA

4.2. خصائص اللولب المزدوج

4.3. الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ DNA

4.4. البنية ثلاثية الأبعاد والتكثيف والتنظيم البنيوي الأعلى

5. الأحماض النووية الريبية (RNA)

5.1. بنية الأحماض النووية الريبية وخصائصها

5.2. أنواع الأحماض النووية الريبية: التخليق والوظيفة

6. معالجة الأحماض النووية

النوكليازات الخارجية والنوكليازات الداخلية المقيدة.

تنظيم الجينومات والجينات

تعريفات

تنظيم الجينومات

2.1. محتوى الجينومات

2.2. تباين الجينومات

2.3. أوجه التشابه بين الجينومات

2.4. جينومات بدائيات النوى

الحمض النووي الكروموسومي

الحمض النووي خارج الكروموسومات: البلازميدات

2.5. جينومات حقيقيات النوى

عدم تجانس تسلسلات DNA

تسلسلات DNA عالية التكرار

تسلسلات DNA متوسطة التكرار

تسلسلات DNA غير المتكررة

الحمض النووي للميتوكوندريا

2.6. مرونة الجينومات والعناصر القابلة للانتقال

تنظيم الجينات

3.1. لدى بدائيات النوى

3.2. لدى حقيقيات النوى

3.3. أنواع الجينات

الجينات وحيدة النسخة؛ الجينات البنيوية والجينات التنظيمية والجينات الكاذبة وجينات الوظائف الخلوية الأساسية.

العائلات الجينية والعائلات الجينية الكبرى: الجينات المتماثلة في الأصل، والجينات الناشئة عن التضاعف، والجينات المتناظرة الناشئة عن تفرع الأنواع، والجينات ذات الأصل المرتبط بالانتقال الأفقي

تضاعف DNA

مفاهيم عامة

المبادئ الأساسية للتضاعف

2.1. التضاعف نصف المحافظ

2.2. منشأ التضاعف

2.3. التضاعف ثنائي الاتجاه

2.4. البلمرة أحادية الاتجاه

2.5. التضاعف نصف المتقطع

2.6. بادئة RNA

إنزيمات التضاعف

3.1. إنزيمات الهيليكاز

3.2. إنزيمات التوبويزوميراز

3.3. إنزيم البريماز

3.4. بوليميرازات DNA

3.5. إنزيم ربط DNA

بروتينات التضاعف

التضاعف لدى بدائيات النوى

5.1. البروتينات المشاركة

5.2. مناشئ التضاعف وإنهاؤه لدى E. coli

5.3. مراحل التضاعف لدى بدائيات النوى

5.4. تنظيم التضاعف لدى E. coli

التضاعف لدى حقيقيات النوى

6.1. بوليميرازات DNA لدى حقيقيات النوى

6.2. التيلوميرات وإنزيمات التيلوميراز

الهستونات والتضاعف

تضاعف المادة الوراثية للفيروسات القهقرية

تغير المادة الوراثية والحفاظ على سلامتها

مقدمة

تلف DNA

التلف الناجم عن عوامل داخلية

أخطاء التضاعف

التحول التوتومري

نزع البيورينات ونزع البيريميدينات

نزع الأمين

أخطاء المثيلة

التلف الناجم عن عوامل خارجية

التلف الناجم عن المطفرات الفيزيائية

التلف الناجم عن المطفرات الكيميائية

الوقاية

الاستجابات الخلوية لتلف DNA

إصلاح DNA

الإصلاح الفوري

الإصلاح أثناء التضاعف

العكس المباشر للضرر بواسطة إنزيمات الفوتولياز

العكس المباشر للضرر بواسطة إنزيمات ناقلة الألكيل

الإصلاح الثانوي

الإصلاح باستئصال القاعدة (BER)

الإصلاح باستئصال النيوكليوتيدات (NER)

إصلاح عدم التطابق

إصلاح الكسور بإعادة التركيب

استجابة SOS لدى E. coli

اختلال أنظمة الإصلاح: أمثلة مختارة

التغاير الوراثي

أنواع الطفرات النقطية

التصنيف حسب طبيعة الطفرة

طفرات الاستبدال والحذف والإدخال

التصنيف حسب أثر الطفرة

الطفرات المغلوطة المعنى والطفرات عديمة المعنى والطفرات الصامتة وطفرات انزياح إطار القراءة

نسخ DNA

مفاهيم عامة

وحدة النسخ

السلسلة القالب والسلسلة المشفرة

النسخ لدى بدائيات النوى

البدء

الاستطالة

الإنهاء

الإنهاء المعتمد على العامل رو

الإنهاء غير المعتمد على العامل رو

نضج النسخ الأولية

النسخ لدى حقيقيات النوى

خصائص النسخ لدى حقيقيات النوى

بوليميرازات RNA لدى حقيقيات النوى

المعقد البروتيني اللازم للنسخ

المحفزات لدى حقيقيات النوى

البدء

الاستطالة

الإنهاء

نضج RNA الرسول بعد النسخ لدى حقيقيات النوى

إضافة القبعة

إضافة ذيل متعدد الأدينين

التضفير

الترجمة

الشفرة الوراثية

مكونات جهاز الترجمة

2.1. الريبوسومات: التخليق والبنية والوظيفة

2.2. RNA الناقل: البنية والدور؛ وإنزيمات أمينوأسيل-tRNA سينثيتاز

أ) بنية جزيئات RNA الناقل والأنواع التي تقبل الحمض الأميني نفسه

ب) تحميل الحمض الأميني على RNA الناقل

مراحل الترجمة لدى بدائيات النوى

3.1. البدء

3.2. الاستطالة

أ. تفاعل الاقتران

ب. تكوين الرابطة الببتيدية وتحرير جزيء RNA الناقل الأول

ج. الانتقال

3.3. الإنهاء

خصائص الترجمة لدى حقيقيات النوى

تعديلات ما بعد الترجمة

أ. تعريفات وأمثلة

ب. الفسفرة

ج. أستلة الهستونات ومثيلتها

د. أستلة p53

مدخل إلى تطبيقات الذكاء الاصطناعي في البيولوجيا الجزيئية

تعريف الذكاء الاصطناعي ومفاهيمه الأساسية: الخوارزميات والتعلم الآلي والتعلم العميق

مدخل إلى قواعد البيانات البيولوجية: NCBI وEnsembl وUniProt

التعرف على أدوات BLAST وClustal Omega وAlphaFold

مدخل إلى تطبيقات الذكاء الاصطناعي في تحليل تسلسلات DNA وRNA: المحاذاة المتعددة والتنبؤ بالبنى الثانوية

مدخل إلى الأدوات الحاسوبية والأدوات القائمة على الذكاء الاصطناعي لتوصيف الجينومات آلياً، ومنها DeepGene وGeneMark

الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالمحفزات والتضفير البديل

نمذجة البنى البروتينية والتنبؤ بالمواقع الفعالة ومحاكاة الترجمة

الأعمال الموجهة:

الأعمال الموجهة 01: بنية الأحماض النووية

الأعمال الموجهة 02: تنظيم الجينومات والجينات

الأعمال الموجهة 03: تضاعف DNA

الأعمال الموجهة 04: تغير المادة الوراثية والحفاظ على سلامتها

الأعمال الموجهة 05: نسخ DNA

الأعمال الموجهة 06: ترجمة RNA الرسول

الأعمال الموجهة 07: تطبيقات الذكاء الاصطناعي في البيولوجيا الجزيئية

مدخل إلى قواعد البيانات البيولوجية وأدوات المعلوماتية الحيوية والذكاء الاصطناعي: BLAST وEnsembl وAlphaFold

تصنيف التسلسلات حسب التشابه

استخدام أداة بسيطة للمحاذاة بمساعدة الذكاء الاصطناعي

عرض تمهيدي لخوارزمية تعلم خاضع للإشراف، مثل شجرة قرار لتصنيف الطفرات إلى حميدة أو ممرضة

التنبؤ ببنى RNA والبروتينات باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي المتاحة عبر الإنترنت

محتوى المقياس:

محتوى المقياس

الورشة 1: تحضير المحاليل

- مراجعة طرق التعبير عن التركيز (المولارية والمولالية والنظامية والتخفيف وغيرها)

- المحاليل المنظّمة (التحضير وpKa واختيار المحلول المنظّم وغيرها)

- المهارات المخبرية الأساسية: الزجاجيات والحجوم واستخدام الماصّات

الورشة 2: طرق ترسيب البروتينات

- تأثير الأس الهيدروجيني pH (نقطة التعادل الكهربائي pI)

- الترسيب بالأملاح

- الترسيب بالمذيبات (الإيثانول)

الورشة 3: تقدير كمية البروتينات بطرق القياس الطيفي الضوئي

- طريقة لوري

- طريقة برادفورد

الورشة 4: كروماتوغرافيا الاستبعاد الحجمي

- عرض توضيحي بفصل جزيئات ملوّنة (أزرق الدكستران / الفلوريسئين)

- التطبيق في تنقية البروتينات

- تحليل الأجزاء المجمّعة بالقياس الطيفي الضوئي

الورشة 5: كروماتوغرافيا التبادل الأيوني

- التطبيق في تنقية بروتينات مصل الحليب

- تحليل الأجزاء المجمّعة بالقياس الطيفي الضوئي

- كروماتوغرافيا الألفة (IMAC: تعليم نظري)

الورشة 6: الرحلان الكهربائي للبروتينات في ظروف مُمسِخة: SDS-PAGE

- Tricine-SDS-PAGE (الرحلان الكهربائي للببتيدات: تعليم نظري)

محتوى المادة:

الورشة 1: مدخل إلى الأعمال التطبيقية في الكيمياء الصيدلانية، بما يشمل تدابير السلامة والنظافة وغيرها.

الورشة 2: معايرة الكلور الفعال؛ تحضير المحاليل المائية ومحلول هيبوكلوريت الصوديوم؛ تحضير محلول مطهّر.

الورشة 3: الحصول على حمض الساليسيليك والتعرّف عليه.

الورشة 4: اصطناع الأسبرين والتعرّف عليه.

الورشة 5: استخلاص الزيوت الأساسية.

الورشة 6: مدخل إلى الصيدلة الجالينوسية: تحضير الأدوية في الصيدلية، بما يشمل الكبسولات والشراب والتحاميل والمراهم.

الورشة 7: الحصول على حمض الهيالورونيك والتعرّف عليه.

محتوى المادة:

المحاضرات

الفصل 1: تاريخ التجريب الحيواني

تاريخ استخدام الحيوانات في البحث.

استخدام الحيوانات في مجالات البحث المختلفة.

الفصل 2: الجوانب التنظيمية والأخلاقية

أخلاقيات البحث على الحيوانات

الفصل 3: النظافة والرقابة الصحية في منشأة حيوانات التجارب

تجهيزات منشأة حيوانات التجارب وأدواتها: الوصف والاستخدام والصيانة

الوقاية من المخاطر المرتبطة بالمناولات المخبرية

الفصل 4: القوارض (الجرذان والفئران)

التشريح

خصائص القوارض

السلوك الاجتماعي للقوارض وقابليتها للتكيّف

البيئة: تأثيرها في الرفق بالحيوان

التكاثر

أبرز الأمراض

الفصل 5: الأرنبيات

التشريح

السلوك

التربية والتكاثر

أبرز الأمراض

الفصل 6: نماذج حيوانية أخرى مستخدمة في البحث العلمي

الفصل 7: التقنيات التجريبية

ضبط المؤشرات البيولوجية والتحقّق من صحة التجارب

التقنيات والمنهجية والإجراءات المتّبعة خلال المراحل المختلفة

للتجريب الحيواني:

تقنيات إعطاء المواد: الحقن تحت الجلد وفي العضل والوريد وداخل الصفاق.

الإعطاء الفموي (التجريع بالمسبار).

اختيار التقنية وأحجام الجرعات وتواتر الإعطاء.

التشريح

تقنيات جمع المعطيات الفسيولوجية: جمع الدم والبول والبراز والأعضاء والأنسجة؛ واختيار التقنية والحجم والتواتر.

الألم لدى الحيوان أثناء التجارب.

الإماتة الرحيمة.

الفصل 8: مفهوم النموذج الحيواني

اختيار النموذج الحيواني في البحث العلمي

ملاءمة النماذج الحيوانية وإدخال الجينات الغريبة

حدود استخدام النموذج الحيواني

الطرائق البديلة: النماذج الخلوية

الأعمال التطبيقية

الحصة 1: الجرذان والفئران؛ التثبيت والتجريع والحقن

الحصة 2: طرائق أخذ العيّنات

الحصة 3: التشريح وتحديد مواضع الأعضاء اللمفاوية وأخذها

الحصة 4: جراحة الحيوانات

الحصة 5: مراحل الدراسة النسيجية (تحضير المقاطع النسيجية وتلوينها).

محتوى المادة:

الفصل 1: تقنيات الفصل والتجزئة

تقنيات الفصل والتركيز باستخدام الأغشية.

تقنيات التجزئة

تقنيات الترسيب

الفصل 2: التقنيات الاستشرابية

تعريف الاستشراب ومبادئه العامة.

تصنيف التقنيات الاستشرابية

الوصف العام للفصل الاستشرابي والآليات المتدخلة فيه

أنواع أخرى من الاستشراب واختيار النظام الاستشرابي.

الفصل 3: تقنيات الرحلان الكهربائي

الرحلان الكهربائي النطاقي

التركيز الكهربي عند نقطة التعادل الكهربائي

الرحلان الكهربائي ثنائي الأبعاد

الرحلان الكهربائي الشعري

الرحلان الكهربائي المناعي

تقنيات النقل إلى الأغشية والتهجين الجزيئي: لطخات ساوثرن ونورثرن وويسترن وغيرها.

الفصل 4: المطيافية

مدخل إلى التقنيات الطيفية.

القياس الطيفي الضوئي للامتصاص الجزيئي في المجالين فوق البنفسجي والمرئي

مطيافية الانبعاث الذري

مطيافية الامتصاص الذري

قياس التألق

الرنين المغناطيسي النووي (NMR).

محتوى المادة:

الوحدة 1: حدّثنا عن نفسك

القواعد: الأزمنة الحاضر والماضي والمستقبل، وصيغ الاستفهام: أين وماذا ومَن ولماذا وكم.

المفردات: كلمات ذات أكثر من معنى.

القراءة: التواصل الخلوي.

التحدث: طلبة ESSBO وESG2E يتحدثون عن بعضهم.

الاستماع: عالم يتحدث عن مسيرته المهنية.

الكتابة: رسالة غير رسمية.

الوحدة 2: أسلوب حياتنا

القواعد: أزمنة الحاضر — المضارع البسيط والمضارع المستمر.

المفردات: في المختبر.

القراءة: الحياة في وهران.

التحدث: شاركنا تجربتك في الحياة داخل الحرم الجامعي.

الاستماع: الحياة الطلابية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

الكتابة: الانتقال بين الأفكار باستخدام أدوات الربط.

الوحدة 3: عالم أحياء من الماضي

القواعد: أزمنة الماضي — الماضي البسيط والماضي المستمر.

المفردات: تعبيرات الزمن.

القراءة: التاريخ المميز لكتاب الحيوان.

التحدث: سرد القصص.

الاستماع: روزاليند فرانكلين واكتشاف الحمض النووي.

الكتابة: اكتب قصة قصيرة عن عالمك المفضل.

الوحدة 4: لنذهب للتسوق

القواعد: استخدام Much وMany وSome وAny للتعبير عن الكمية.

المفردات: متجر المواد الغذائية.

القراءة: سوق المدينة الجديدة.

التحدث: الحديث عن عادات التسوق.

الاستماع: سوق الأغذية العضوية.

الكتابة: مقال قصير عن سوق الإنزيمات.

الوحدة 5: ماذا تريد أن تفعل؟

القواعد: أنماط الأفعال والتعبير عن النوايا.

المفردات: الأفعال Have وGo وCome.

القراءة: ما الذي يستطيع إنزيم بوليميراز الحمض النووي فعله؟

التحدث: ما خططك؟

الاستماع: ما عمل المهندس في العلوم البيولوجية؟

الكتابة: إنزيم حديث التكوّن يتحدث عن خططه المستقبلية.

محتوى المادة:

المحاضرات

الجزء الأول: المناعة التكيفية

الفصل 1: الاستجابة المناعية التكيفية

ديناميات المناعة التكيفية

الاستجابات المناعية الخلوية

الاستجابات المناعية الخلطية

الفصل 2: الخلايا المتغصنة

منشأ الخلايا المتغصنة وأنماطها الفرعية

استقدام الخلايا المتغصنة

التعرّف على المستضد والتقاطه

النضج الوظيفي للخلايا المتغصنة وهجرتها

تنشيط الخلايا اللمفاوية بواسطة الخلايا المتغصنة

الاستهداف العلاجي

التأشير عبر CD40 وتنشيط الخلايا المتغصنة التقليدية من النمط الأول (cDC1)

الفصل 3: البلعميات الكبيرة

نشأة البلعميات الكبيرة وتنوعها

تنشيط البلعميات الكبيرة واستقطابها ولدونتها الوظيفية

الأدوار المؤثرة والمنظّمة للمناعة للبلعميات الكبيرة

البلعميات الكبيرة في الأمراض والعلاج

الفصل 4: الخلايا اللمفاوية التائية

منشأ الخلايا اللمفاوية التائية وتمايزها وذخيرتها

المناعة التكيفية: تنشيط الخلايا اللمفاوية التائية واستقطابها

المناعة التكيفية: الخلايا اللمفاوية التائية التنظيمية ومفهوم التحمل المناعي

الخلايا اللمفاوية التائية التنظيمية والأمراض

المناعة التكيفية: الاستجابة السامة للخلايا بوساطة الخلايا التائية +CD8

الفصل 5: الخلايا اللمفاوية البائية

التنوع والنشأة

الخلايا اللمفاوية البائية: التمايز والتنشيط

حالات العوز المناعي المرتبطة بتنشيط الخلايا البائية وإنتاج الأجسام المضادة

الذاكرة المناعية

الفصل 6: الغلوبولينات المناعية

البنية العامة لجزيء الغلوبولين المناعي

تفاعلات المستضد مع الجسم المضاد

الوظائف المؤثرة للأجسام المضادة

الفصل 7: معقّد التوافق النسيجي الرئيسي البشري (HLA)

المعقّد الجيني HLA

الصنفان من جينات HLA التقليدية وغير التقليدية

تشكّل معقّدات التوافق النسيجي الرئيسي والببتيدات

تعرّف الخلايا اللمفاوية التائية على جزيئات معقّد التوافق النسيجي الرئيسي على سطح الخلية

جزيئات HLA الأخرى والجزيئات ذات الصلة

HLA وأمراض المناعة الذاتية

الفصل 8: مناعة الأغشية المخاطية

تنظيم النسيج اللمفاوي المرتبط بالأغشية المخاطية (MALT)

خلايا المناعة الفطرية المعوية

المناعة التكيفية المعوية

الأعمال الموجّهة

سلسلة تمارين لكل فصل

تحليل مقالات علمية أو تقديم عروض

محتوى المادة:

المحاضرات

الجزء الأول: الببتيدات والبروتينات: البنى والخصائص الرئيسية

الفصل 1: الببتيدات

التصنيف والتسمية

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

دراسة بعض الببتيدات ذات الأهمية البيولوجية

الفصل 2: البروتينات

التشكل ثلاثي الأبعاد: البنى الثانوية والثالثية والرباعية

تمسّخ البروتينات

العوامل المحددة للتشكل ثلاثي الأبعاد

الفصل 3: الخصائص الرئيسية للبروتينات

الذوبانية والكتلة الجزيئية

الخاصية الأمفوتيرية، أي التصرف كحمض وكقاعدة، والضغط التناضحي

عزل البروتينات وتجزئتها وتنقيتها

الفصل 4: تصنيف البروتينات

التصنيف بحسب شكل الجزيئات

التصنيف بحسب الذوبانية

التصنيف بحسب التركيب

الفصل 5: ديناميات البروتينات وتطور بنيتها

طيّ البروتينات

تصميم بنية البروتينات

ديناميات البروتينات وهندستها

الجزء الثاني: عديدات السكاريد والبروتينات السكرية

الفصل 1: عديدات السكاريد

عديدات السكاريد المؤلفة من وحدات سكرية فقط

الغليكوزيدات ذات الجزء غير السكري

الفصل 2: البروتينات السكرية

المكونات السكرية الأحادية

البروتيوغليكانات

الببتيدوغليكانات

البروتينات السكرية

الفصل 3: التخليق الحيوي للبروتينات السكرية

أهمية البروتينات السكرية

دور مجموعات الغليكان

التقنيات المتعلقة بالغليكانات

الجزء الثالث: الدهون والأغشية

الفصل 1: الدهون

تصنيف دهون الأغشية

خصائص التجمعات الدهنية

الفصل 2: الأغشية البيولوجية

الغشاء البيولوجي وديناميات البنية

تجمّع مكونات الأغشية

الفصل 3: الهرمونات المحبة للدهون

مفاهيم عامة حول الهرمونات

بنى الهرمونات المحبة للدهون وتخليقها الحيوي وأدوارها

العائلة الفائقة للمستقبلات النووية

آليات التأثير

الجزء الرابع: النيوكليوتيدات والأحماض النووية

الفصل 1: النيوكليوتيدات

السكريات الخماسية

القواعد النيتروجينية

النيوكليوزيدات ومشتقاتها أحادية وثنائية وثلاثية الفوسفات

الفصل 2: الأحماض النووية

البنية الأولية

تحديد تسلسلات النيوكليوتيدات

الحمض النووي DNA ذو اللولب المزدوج

البنية الثانوية لجزيئات RNA

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للأحماض النووية

الفصل 3: اصطناع الأحماض النووية

اصطناع الريبونيوكليوتيدات البيورينية

اصطناع الريبونيوكليوتيدات البيريميدينية

تكوّن الديوكسي ريبونيوكليوتيدات

تقويض النيوكليوتيدات

التخليق الحيوي للمرافقات الإنزيمية النيوكليوتيدية

محتوى المادة:

المحاضرات

الفصل 1: مقدمة في الوراثة المناعية: المفاهيم والتطبيقات المتعددة

الفصل 2: الوراثة المناعية في الحالة السوية

وراثة المناعة الفطرية، مثل مستقبلات التعرف على الأنماط PRR والمستقبلات الشبيهة بالغلوبولين المناعي في الخلايا القاتلة KIR

مستضدات الكريات البيضاء البشرية HLA وجيناتها

وراثة عرض المستضدات

مستقبلات الخلايا التائية TCR وجيناتها

مستقبلات الخلايا البائية BCR وجيناتها

التفاعل المتبادل بين المناعة والدنا، مثل إصلاح الدنا وتكوّن الشباك خارج الخلوية للعدلات والدنا الميتوكوندري

الفصل 3: الوراثة المناعية في الحالات المرضية

الوراثة المناعية لزرع الأعضاء والأنسجة

الوراثة المناعية لحالات العوز المناعي

الوراثة المناعية للأمراض المعدية

الوراثة المناعية للاستجابة المضادة للأورام

الوراثة المناعية لأمراض المناعة الذاتية

الوراثة المناعية للأمراض العصبية والنفسية

الفصل 4: ثمار الوراثة المناعية: العلاج المناعي؛ أتيت، رأيت، انتصرت

الأعمال الموجّهة

الجسيمات الالتهابية وتنظيمها

المتممة ومنظومة المتممة داخل الخلية

الجينات المحفّزة بالإنترفيرون ISGs في الحالة السوية والمرضية

أساسيات تنميط HLA

التنظيم فوق الجيني لتمايز الخلايا التائية +CD4

العلاج المناعي وتباين الاستجابة: إسهام الوراثة

محتوى المادة

الجزء 1: تداخل RNA

I/ لمحة تاريخية والآليات الأساسية لتداخل RNA

1. تاريخ تداخل RNA

2. الآليات الأساسية لتداخل RNA

2.1. جزيئات RNA الصغيرة المتداخلة (siRNA)

2.1.1. التخليق الحيوي

2.1.2. آلية العمل

2.2. جزيئات RNA الميكروية (miRNA)

2.2.1. التخليق الحيوي

2.2.2. آلية العمل

2.3. جزيئات RNA المتفاعلة مع بروتينات PIWI (piRNA)

2.3.1. التخليق الحيوي

2.3.2. آلية العمل

II/ الآثار العملية على تصميم جزيء siRNA

1. تأثير الخصائص الذاتية لجزيء siRNA

2. القيود التي يفرضها جزيء RNA المنسوخ المستهدف

III/ أهمية تداخل RNA

1. أداة لفهم وظيفة الجينات

2. أداة لتطبيقات علاجية متعددة

IV/ القيود المرتبطة بإدخال تسلسلات قصيرة من الأحماض النووية إلى الخلايا

1. ثبات جزيئات RNA المتداخلة

2. التوزع الحيوي

الجزء 2: تنظيم التعبير الجيني

تنظيم النسخ

تنظيم النسخ لدى بدائيات النوى

ما الأوبرون؟

أوبرون هدمي قابل للتحريض وخاضع لتنظيم سلبي وإيجابي: مثال أوبرون اللاكتوز لدى E. coli

أوبرون بنائي قابل للكبح: مثال أوبرون التريبتوفان لدى E. coli

التنظيم بتحويل كابح إلى منشّط: مثال أوبرون الأرابينوز (araBAD) لدى E. coli

أمثلة أخرى على الأوبرونات

تنظيم تشكّل المعقّد المفتوح

تنظيم الانتقال إلى مرحلة الاستطالة

تنظيم النسخ لدى حقيقيات النوى

التنظيم على مستوى الكروماتين

أستلة الهستونات ومثيلتها

مثيلة DNA

عناصر تنظيم النسخ

أصناف منظِّمات النسخ

عمل البروتينات المنشِّطة للنسخ

كابحات النسخ

التسلسلات التنظيمية المعزِّزة والمُسكِتة

إسكات الجينات والتنظيم فوق الجيني

التنظيم ما بعد النسخ لدى حقيقيات النوى

التضفير البديل

التنظيم بواسطة جزيئات RNA الصغيرة

تنظيم ثبات RNA الرسول لدى البكتيريا الحقيقية

العناصر المشاركة في التحلل

الريبونوكليازات الخارجية

الريبونوكليازات الداخلية

إنزيم RNA بيروفوسفوهيدرولاز (RppH)

آليات تحلل RNA الرسول

مسار الوصول المباشر

المسار المعتمد على النهاية 5′

مسار التحلل بالريبونوكليازات الخارجية من النهاية 3′

آليات تنظيم ثبات RNA الرسول

تنظيم نشاط الريبونوكليازات (RNases) وتركيزها

تأثيرات الترجمة

التداخل بوساطة RNA

تأثير تسلسل RNA الرسول

تنظيم ثبات RNA الرسول لدى حقيقيات النوى

العناصر المشاركة في التحلل

الريبونوكليازات الخارجية العاملة من النهاية 3′ لـRNA الرسول

الريبونوكليازات الخارجية العاملة من النهاية 5′ لـRNA الرسول

الريبونوكليازات الداخلية

آليات التحلل

المسار الرئيسي

المسارات البديلة

آليات تنظيم ثبات RNA الرسول

المعقّد Lsm1–7

تنظيم نزع ذيل عديد الأدينين

تنظيم معقّد إزالة القبعة

جزيئات RNA المتداخلة: miRNA وsiRNA وpiRNA

تنظيم الترجمة

مقدمة

تنظيم بدء الترجمة لدى البكتيريا الحقيقية

تنظيم الوصول إلى موقع ارتباط الريبوسوم (RBS)

التنظيم عبر البنى الثانوية لـRNA الرسول

تنظيم بدء الترجمة لدى حقيقيات النوى

التنظيم عبر عوامل بدء الترجمة

فسفرة عامل بدء الترجمة eIF2

فسفرة بروتينات 4E-BP وتوفّر عامل بدء الترجمة eIF4E

تثبيط بدء الترجمة بواسطة miRNA

التنظيم عبر المنطقتين غير المترجمتين 5′-UTR و3′-UTR لدى حقيقيات النوى

التنظيم عبر مناطق 5′-UTR

التآثر بين منطقتي 3′-UTR و5′-UTR

التنظيم عبر منطقة 3′-UTR

المسارات البديلة لبدء الترجمة

أطر القراءة المفتوحة العلوية (uORF)

بدء الترجمة بواسطة تسلسل موقع الدخول الداخلي للريبوسوم (IRES)

التنظيم خلال الاستطالة أو الإنهاء لدى البكتيريا الحقيقية

التنظيم خلال الاستطالة أو الإنهاء لدى حقيقيات النوى

التنظيم ما بعد الترجمة: تحلل البروتينات داخل الخلايا

مقدمة

البروتينات المرافقة: الشابرونينات

الإنزيمات المحلِّلة للبروتينات

وسم البروتينات باليوبيكويتين

البروتيازوم

التحلل الليسوسومي

الالتهام الذاتي

الجزء 3: إسهام البيولوجيا الجزيئية في دراسة التنوع الوراثي

بعض المفاهيم

التنوع البيولوجي

التنوع الوراثي

قياس التنوع الوراثي

الواسمات المورفولوجية

الواسمات البروتينية: الكيميائية الحيوية

واسمات DNA: الواسمات الجزيئية

تعدد أشكال أطوال القطع الناتجة عن التقييد (RFLP)

تعدد أشكال أطوال القطع المضخّمة (AFLP)

التكرارات الترادفية الصغيرة

التكرارات الترادفية الدقيقة

تعدد أشكال النوكليوتيد المفرد (SNP)

واسمات DNA الميتوكوندري

أمثلة على التطبيقات

الجزء 4: الذكاء الاصطناعي والتكنولوجيا الحيوية الجزيئية

مقدمة في نماذج الذكاء الاصطناعي وتصميم جزيئات siRNA والبوادئ. دراسة أداتي siDirect وRNAxs ومعايير تصميم siRNA وإمكانية الوصول إلى الموقع المستهدف.

مقدمة في نماذج الذكاء الاصطناعي المطبّقة على التنظيم الجيني. دراسة DeepSEA للتنبؤ بخصائص الكروماتين وتأثيرات المتغيرات غير المشفِّرة، والتمييز بينها وبين التنبؤ المباشر بالتعبير الجيني.

التشخيص الجزيئي بمساعدة الذكاء الاصطناعي.

تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الاستدلال التطوري والتجميع الوراثي والكشف عن المتغيرات من نوع SNP.

الأبعاد الأخلاقية وحدود الذكاء الاصطناعي في البيولوجيا الجزيئية.

الأعمال الموجّهة:

بطاقة العمل الموجّه 1: تنظيم التعبير الجيني لدى بدائيات النوى (1): أوبرونا التريبتوفان واللاكتوز

بطاقة العمل الموجّه 2: تنظيم التعبير الجيني لدى بدائيات النوى (2): أوبرونا الأرابينوز والهيستيدين

بطاقة العمل الموجّه 3: تنظيم التعبير الجيني لدى حقيقيات النوى (1): دراسة بنية جين bdnf وتعبيره ووظيفته

بطاقة العمل الموجّه 4: تنظيم التعبير الجيني لدى حقيقيات النوى (2): دراسة تنظيم تعبير جين c-myc ووظيفته

بطاقة العمل الموجّه 5: تحليل التسلسلات البيولوجية بالذكاء الاصطناعي: التنبؤ بفعالية تسلسلات siRNA واستخراج الأنماط والتعرّف على المحفّزات

بطاقة العمل الموجّه 6: استخدام دفاتر برمجية في Google Colab لأمثلة بسيطة على التعلم الآلي في البيولوجيا: تصنيف التسلسلات وتجميع المتغيرات

محتوى المقياس:

الورشة 1: تحضير المحاليل

الورشة 2: استخلاص DNA الجينومي

الورشة 3: تقييم جودة DNA المستخلص

الورشة 4: تضخيم جين RNA الريبوسومي 16S والجين المستهدف في السلالة البكتيرية

الورشة 5: تحديد هوية السلالة البكتيرية على مستوى النوع وبناء شجرة النشوء والتطور

الورشة 6: تحليل تعدد أشكال أطوال قطع التقييد بعد التضخيم (PCR-RFLP)

محتوى المقياس:

الورشة 1: قواعد بيانات البيولوجيا الجزيئية

الورشة 2: أدوات تحليل التسلسلات

المحاذاة الزوجية والمتعددة للتسلسلات البيولوجية

الكشف عن الأنماط في التسلسلات البيولوجية بأدوات المعلوماتية الحيوية

إعادة بناء أشجار النشوء والتطور

الورشة 3: مدخل إلى المعلوماتية المناعية ونظام المعلومات الدولي للوراثة المناعية IMGT®

الورشة 4: قواعد بيانات تسلسلات الأجسام المضادة وبُناها

الورشة 5: قواعد بيانات حواتم الخلايا اللمفاوية البائية والتائية

الورشة 6: قواعد بيانات التنبؤ بالحساسية

الورشة 7: قواعد بيانات الأجسام المضادة العلاجية وحيدة النسيلة والمشاريع المرتبطة بها

محتوى المادة:

الفصل 1: الخلية بدائية النواة: البنية والأيض

مقدمة

المسارات الأيضية

المسارات المشتركة عند تقاطع الأيض المركزي والثانوي

مرحلة إنتاج المستقلبات الثانوية

الفصل 2: الكائنات الدقيقة ذات الأهمية التطبيقية

البكتيريا

الخمائر

الأعفان

الفصل 3: الإنزيمات

مقدمة

مصادر الإنزيمات

التخليق

التطبيقات

الفصل 4: البكتريوسينات والمواد المضادّة للميكروبات

التاريخ

التصنيف والتسمية

آليات التخليق الحيوي وتنظيمها

طرائق الكشف والتقدير الكمي والتنقية

آليات العمل

التطبيقات

الفصل 5: السموم البكتيرية والسموم الفطرية

مفاهيم عامة

الإنتاج ومسارات التخليق الحيوي

التطبيقات

الفصل 6: عديدات السكاريد خارج الخلية

مفاهيم عامة

الإنتاج

التطبيق

الفصل 7: الفيتامينات

مفاهيم عامة

الإنتاج ومسارات التخليق الحيوي

التطبيق

الفصل 8: جزيئات أخرى نشطة حيوياً

جزيئات نشطة حيوياً من أصل نباتي

جزيئات نشطة حيوياً من أصل حيواني

التطبيق

الفصل 9: التوصيف الأولي للمواد النشطة حيوياً

تأثير الأس الهيدروجيني pH

تأثير درجة الحرارة

تأثير الإنزيمات

تأثير المذيبات العضوية

تأثير التخزين

محتوى المادة

الفصل 1: مدخل إلى علم الغدد الصماء

الأنظمة التكاملية الثلاثة الكبرى والاستتباب العام للجسم

أنظمة التواصل الخلوي

الفئات الأربع الكبرى للهرمونات: طبيعتها الكيميائية واصطناعها

آلية عمل الهرمونات

الفصل 2: المحور الوطائي–النخامي

- الجهاز الحوفي ومحوّلات الإشارات العصبية الصمّاوية

الغدة النخامية وعلاقاتها بالوطاء

هرمونات الوطاء

هرمونات الفص الأمامي للغدة النخامية

الفص الخلفي للغدة النخامية وعلاقاته بالوطاء

الفصل 3: الهرمونات الدرقية وتأثيراتها الاستقلابية

التشريح الوظيفي

التخليق الحيوي للهرمونات وإفرازها

تنظيم الإفراز الهرموني

الدور الفيزيولوجي للهرمونات الدرقية

الفيزيولوجيا المرضية

الفصل 4: البنكرياس الصمّاوي

التشريح وعلم الأنسجة

الإنسولين: الفيزيولوجيا

تنظيم الاستقلاب بواسطة الإنسولين

الغلوكاغون: الإفراز وآلية العمل وتنظيم الاستقلاب

داء السكري

الفصل 5: الغدتان الكظريتان

قشرة الكظر: البنية والوظيفة

هرمونات قشرة الكظر: فيزيولوجيتها ودورها في تنظيم الاستقلاب

لبّ الكظر: فيزيولوجيا هرموناته ودورها في تنظيم الاستقلاب

الفصل 6: الهرمونات المنظمة للكالسيوم واستتباب الكالسيوم والفوسفات

حركة الكالسيوم والفوسفات

هرمون جار الدرقية

الكالسيتونين

فيتامين D3: كوليكالسيفيرول

الفصل 7: الغدة الصنوبرية

الموقع

البنية

الأدوار

الميلاتونين: البنية الكيميائية والتخليق الحيوي

إفرازات أخرى

الفصل 8: الوظيفة الصمّاوية للنسيج الدهني

مفهوم النسيج الدهني الأبيض والنسيج الدهني البني

هرمونات النسيج الدهني الأبيض: آلية عملها ودورها في تنظيم الاستقلاب

الفصل 9: علم المناعة والغدد الصماء

المستقبلات الهرمونية وتفاعلها مع الخلايا المناعية: تعديل الاستجابة المناعية.

محتوى المادة:

الوحدة 1: صِف لي كيف يبدو الأمر

القواعد: السؤال عن طبيعة الأشياء، وصيغتا المقارنة والتفضيل في وصف موضوعات البيولوجيا.

المفردات: الحديث عن الحياة الحديثة.

القراءة: قصة بكتيريتين تنتميان إلى الجنس نفسه — البكتيريا النافعة والممرضة.

التحدث: مقارنة إنزيمات السليولاز من مصادر مختلفة.

الاستماع: أغنية بريندا لي «Tell Me What It's Like».

الكتابة: وصف منطقة رطبة.

الوحدة 2: طرح الأسئلة العلمية

القواعد: المضارع التام والماضي البسيط في الكتابة العلمية.

المفردات: الظروف في البروتوكولات التجريبية، مثل ببطء وبعناية.

القراءة: مقابلة مع عالم.

التحدث: استبيان لأغراض البحث.

الاستماع: مقابلة مع عالم أحياء بارز.

الكتابة: كتابة بروتوكول بحثي.

الوحدة 3: ما ينبغي فعله وما ينبغي تجنبه في المختبر العلمي

القواعد: استخدام Have to وGot to وShould وMust للتعبير عن الإلزام والنصيحة.

المفردات: رموز السلامة وعلامات الخطر في المختبر العلمي.

القراءة: كيف يمكن لعلماء الأحياء المساهمة في حماية البيئة؟

التحدث: هل أحتاج إلى إتقان الرياضيات للتميز في البيولوجيا؟ سؤال واحد وإجابات متعددة.

الاستماع: الوقاية من الحرائق في المختبر.

الكتابة: هل ينبغي لعلماء الأحياء امتلاك مهارات جيدة في الرياضيات؟ مقال حجاجي.

الوحدة 4: اختراعات غيّرت العالم

القواعد: المبني للمجهول.

المفردات: التصريف الثالث للأفعال المستخدمة في الكتابة العلمية، مثل grown وproduced وcultivated وshown وmade.

القراءة: الزراعة، اختراع غيّر العالم.

التحدث: لعبة السفن باستخدام المبني للمجهول.

الاستماع: البيولوجيا الجزيئية.

الكتابة: كتابة مراجعة لفيلم وثائقي.

محتوى المادة:

الفصل 1: مراجعة تفاعل المستضد مع الجسم المضاد وتطبيقاته

الفصل 2: التقنيات التي لا تستخدم واسِمات

الترسيب في وسط سائل: الترسيب المناعي

الترسيب في وسط هلامي: الانتشار المناعي

الاستشراب المناعي

قياس الألفة بالرنين البلازموني السطحي

تفاعل التراص

الاستفادة من قدرة المتممة على إحداث السمية الخلوية

الفصل 3: التقنيات التي تستخدم واسِمات

أنواع الواسمات

تقنيات المقايسة المناعية

المقايسة المناعية الإنزيمية (ELISA)

المقايسة المناعية الفلورية (FLISA)

المقايسة المناعية الإشعاعية

المقايسة المناعية المتعددة المعتمدة على الخرز

اللطخة المناعية: لطخة ويسترن

التثبيت المناعي

مصفوفات البروتينات

قياس التدفق الخلوي

الكيمياء المناعية الخلوية والنسيجية

المصفوفات النسيجية الدقيقة

اختبار البقع المناعية المرتبط بالإنزيم (ELISpot)

الفصل 4: تقنيات البيولوجيا الجزيئية المستخدمة في علم المناعة

تقنيات التضخيم

تشخيص النسيلية وتحليل الذخيرة المناعية

مصفوفات الحمض النووي الدقيقة

الاختبارات الخلوية

الدراسة الخلوية للخلايا المناعية

تحديد النمط الظاهري المناعي

التكاثر الخلوي

الفصل 5: أمثلة تطبيقية

استقصاء جهاز المتممة

استقصاء الغلوبولينات المناعية

كشف السيتوكينات ومستقبلاتها وتقدير كمياتها

استقصاء مستضدات الكريات البيضاء البشرية (HLA)

الطفرات الجسدية المفرطة والانتقالات الصبغية

تطبيقات في علم المناعة الدموية

محتوى المادة:

المحاضرات

الجزء الأول: بيولوجيا الخلايا المزروعة وبيئتها

الفصل 1: مقدمة

نشأة الزرع الخلوي

طرائق الحصول على الخلايا

الفصل 2: الالتصاق الخلوي

طرائق دراسة الالتصاق الخلوي

تنظيم الالتصاق الخلوي

التحكم في فصل الخلايا الملتصقة

كيف يؤثر الالتصاق بسطح داعم في السلوك الخلوي؟

الفصل 3: التباين غير الوراثي في المزارع الخلوية

الخلية المفردة والجماعة الخلوية

تقلبات ذات منشأ داخلي

تقلبات ذات منشأ خارجي

الفصل 4: ديناميكية البيئة الخلوية الدقيقة

من المصفوفة خارج الخلوية إلى البيئة الدقيقة

تطور البيئة الدقيقة عبر التواصل بين الخلايا والمصفوفة

ديناميكية خاصة: البيئة الدقيقة للورم

الفصل 5: تحديات زرع الخلايا الحيوانية في المفاعلات الحيوية

أهم المفاعلات ذات التحريك

تأثير البيئة الخلوية

زرع الخلايا على الحوامل الدقيقة

التحليل والضبط المباشران أثناء تشغيل المفاعل الحيوي

الفصل 6: الممارسات الجيدة للزرع الخلوي

المواد الأولية

التجهيزات

البيئة: مختبر الزرع الخلوي

الفصل 7: حفظ الخلايا بالتبريد العميق

الجوانب الفيزيائية والكيميائية لتشكل البلورات

التأثيرات الفيزيائية الحيوية لتشكل الجليد

التأثيرات البيولوجية لتشكل الجليد

شروط التجميد

الجزء الثاني: منهجية الزرع الخلوي

الأنظمة الخلوية: الزرع الأولي والخطوط الخلوية والخلايا الجذعية

التكاثر الخلوي: منحنى النمو في المزرعة

التحول الخلوي: اكتساب القدرة على التكاثر غير المحدود والتحول الورمي

وسط الزرع وشروطه: أنظمة الزرع الخلوي.

دراسة البروتوكولات: حفظ الخطوط الخلوية؛ مقدمة إلى الفئات الخمس الكبرى؛ الحصول على خط خلوي؛ البنوك المرجعية؛ شراء خط خلوي أو إنشاؤه، مع ورود نهاية العبارة مختصرة في المصدر.

حفظ الخطوط الخلوية بالتبريد العميق: النيتروجين والسلامة؛ التجميد وإذابة التجميد

تلوث مزارع الخطوط الخلوية:

أهم أنواع التلوث

كشف التلوث

الوقاية من التلوث

استخدام التجهيزات وصيانتها: الإجراءات والممارسات الجيدة

الفصل 1: الحيوية والسمية الخلوية والسمية الجينية

طرائق دراسة حيوية الخلايا

قياس الخلايا الميتة اعتمادا على فقدان سلامة الغشاء البلازمي

الكشف المتزامن عن الخلايا الحية والميتة

السمية الخلوية: دراسة نوعية للمسارات المختلفة للموت الخلوي

طرائق دراسة التكاثر الخلوي

الفصل 2: إسهام قياس التدفق الخلوي في الزرع الخلوي

مبدأ قياس التدفق الخلوي

أنواع الوسم المختلفة

تفسير النتائج

التطبيقات

الجزء الثالث: الأنظمة المتكاملة والمزارع المتخصصة

الفصل 1: الأنظمة الخلوية

الزرع الأولي

الخطوط الخلوية والخلايا الهجينة المنتجة للأجسام المضادة

الخلايا الجذعية

بنوك الخلايا

الفصل 2: أنظمة الزرع

زرع الأعضاء والقطع النسيجية المستأصلة

زرع الخلايا

الزرع المحافظ على التنظيم النسيجي

الفصل 3: زرع الخلايا

زرع الخلايا المعلقة

زرع الخلايا الملتصقة

الزرع أحادي الطبقة وثلاثي الأبعاد

الفصل 4: المزارع المتخصصة

شروط الزرع

أوساط الزرع

الزرع على النطاق الصناعي.

الأعمال التطبيقية

مدخل إلى الزرع الخلوي: الممارسات الجيدة للنظافة والمناولة

فصل خلايا الدم المحيطي أحادية النواة PBMCs بتدرج الكثافة وعدها

زرع الخلايا الملتصقة، ومنها الوحيدات، وفصلها عن أطباق الزرع بالتربسين والأكوتاز

زرع الخلايا البطانية البشرية للوريد السري HUVEC

تُتناول مفاهيم الأخلاقيات الحيوية والسلامة الأحيائية طوال الأعمال التطبيقية.

محتوى المادة:

المحاضرات

مراجعة فيزيولوجيا الجهاز المناعي

الفصل 1: الفيزيولوجيا المرضية لفرط التحسّس

مفاهيم عامة عن المُستأرِجات

فرط التحسّس من النمط I

فرط التحسّس من النمط II

فرط التحسّس من النمط III

فرط التحسّس من النمط IV

فرط التحسّس V

فرط التحسّس VI

فرط التحسّس VII

الفصل 2: الآليات الفيزيولوجية المرضية للمناعة الذاتية

مقدمة

مفهوم التحمّل المناعي

الأساس الوراثي للمناعة الذاتية

العوامل البيئية المحفِّزة

الآليات المفترضة لبدء المناعة الذاتية

آليات إحداث الأذيات بوساطة مؤثّرات المناعة الذاتية

الفصل 3: الآليات الفيزيولوجية المرضية لاضطرابات تكاثر الخلايا اللمفاوية

الأمراض التكاثرية اللمفاوية: مفهوم النسيلية

الآليات الفيزيولوجية المرضية للأمراض التكاثرية اللمفاوية

معطيات عن ثلاثة نماذج للأمراض التكاثرية اللمفاوية

الفصل 4: آليات المراقبة المناعية المضادّة للأورام

مقدمة

التحرير المناعي للسرطان

الفصل 5: الآليات العامة للعوز المناعي الأولي

أصول العوز المناعي الأولي

الآليات الفيزيولوجية المرضية للعوز المناعي الأولي

عوز المتمّمة

اضطرابات جهاز البلعمة

العوز المناعي المشترك الشديد

عوز الخلايا اللمفاوية B

عوز الخلايا اللمفاوية T

الفصل 6: آليات التفاعلية الخيفية ورفض الطعوم

التعريف

المستضد الخيفي

الاستجابة الخيفية

آليات العمل والأهداف الجزيئية لأهم مثبّطات المناعة

الفصل 7: مناعة الحمل

مقدمة

الواجهات بين الأم والجنين

الاستجابة المناعية الأمومية ومراحل الحمل

آليات الحماية المتطوّرة على مستوى المشيمة

الفصل 8: الشيخوخة الخلوية

التعريف

توقّف دورة الخلية

الشيخوخة الخلوية بوصفها محرّكاً لشيخوخة الكائن الحي

الآليات المؤدية إلى الشيخوخة الخلوية

خصائص الخلايا الهرمة

الأعمال الموجّهة

تحليل مقالات حديثة

محتوى المادة

1. أسس علم الجينوم وعلم البروتيوم

1.1. لمحة عن تنظيم جينومات بدائيات النوى وحقيقيات النوى

1.2. DNA خارج الصبغيات: البلازميدات البكتيرية والميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.

2. رسم خرائط الجينوم

2.1. الخرائط الوراثية والفيزيائية

2.2. الواسمات المستخدمة في رسم الخرائط الوراثية

2.3. الطرائق والتقنيات المستخدمة في رسم الخرائط الوراثية

2.4. رسم الخرائط الفيزيائية

2.5. تحليل الارتباط الوراثي

2.6. تقنيات الوراثة الخلوية

2.7. تقنية التهجين الموضعي المتألق (FISH) في رسم الخرائط الوراثية

2.8. تهجين الخلايا الجسدية

2.9. خرائط الهجائن الإشعاعية

2.10. التهجين الموضعي

2.11. رسم الخرائط الوراثية المقارن

3. مشاريع تحديد تسلسل الجينومات

3.1. مشروع الجينوم البشري

3.2. مشاريع تحديد تسلسل جينومات الكائنات الدقيقة والنباتات والحيوانات

3.3. الوصول إلى معلومات مشاريع الجينومات واسترجاعها من الويب

4. علم الجينوم المقارن

4.1. تحديد هوية الكائنات وتصنيفها باستخدام الواسمات الجزيئية: تنميط أو تحديد تسلسل RNA الريبوسومي 16S، وتعدد أشكال النوكليوتيد المفرد (SNP)

4.2. استخدام الجينومات لفهم تطور حقيقيات النوى

4.3. رصد الأمراض الناشئة وتصميم أدوية جديدة

4.4. تحديد موقع الجين ضمن تسلسل الجينوم

5. علم النسخ

5.1. مقدمة

5.2. الحصول على البيانات

5.2.1. تحديد التسلسل من الجيل الجديد (NGS): تسلسل RNA وتسلسل جزيئات RNA الصغيرة

5.2.2. المصفوفات الدقيقة

5.2.3. qPCR وRT-PCR وqRT-PCR

5.3. وصف البيانات

5.4. تحويل البيانات وتطبيعها وترشيحها

5.5. تحليل بيانات مجموعة النسخ

5.5.1. الجينات ذات التعبير التفاضلي

5.5.2. الجينات المشتركة في التعبير

5.6. تفسير النتائج

5.7. توصيف مجموعة من الجينات

6. علم البروتيوم

6.1. الغايات

6.2. الاستراتيجيات والتحديات في علم البروتيوم

6.3. تقنيات البروتيوم: الرحلان الكهربائي الهلامي ثنائي الأبعاد (2D-PAGE)، والتركيز متساوي الكهربية، ومطيافية الكتلة، وMALDI-TOF، ونظام الخميرة ثنائي الهجين

6.4. قواعد بيانات البروتيوم

7. علم الجينوم الوظيفي وعلم البروتيوم

7.1. تحليل مجموعة النسخ للتعرّف على الجينات وتوصيف وظائفها

7.2. تجميع التسلسلات المتصلة

7.3. المشي على الصبغي وتوصيف الصبغيات

7.4. تحديد الجينات الوظيفية في الجينوم

7.5. وظيفة الجينات

7.6. الوراثة الأمامية والعكسية

7.7. تآثرات البروتينات مع البروتينات ومع DNA

7.8. مصفوفات البروتينات وعلم البروتيوم الوظيفي

7.9. التطبيقات الطبية الحيوية والسريرية لعلم البروتيوم

7.10. مقدمة في علم المستقلبات وعلم الدهون والجينوميات البيئية وبيولوجيا النظم

8. الذكاء الاصطناعي المطبّق على البيانات الأوميكية

8.1. مقدمة في تطبيق الذكاء الاصطناعي على البيانات الأوميكية

المفاهيم الأساسية: التعلم الآلي والتعلم العميق والشبكات العصبية

التطبيقات العامة في العلوم البيولوجية

8.2. الذكاء الاصطناعي في علم الجينوم

التنبؤ بالجينات والعناصر الوظيفية في الجينوم

التوصيف الآلي للتسلسلات وتصنيفها

التحليل المقارن للجينومات على نطاق واسع

8.3. الذكاء الاصطناعي في علم النسخ

تحديد الجينات ذات التعبير التفاضلي باستخدام نماذج تنبؤية

تجميع أنماط التعبير باستخدام التجميع غير الخاضع للإشراف

الكشف عن بصمات نسخية مرتبطة بحالات بيولوجية: الأمراض والإجهاد وغيرها

8.4. الذكاء الاصطناعي في علم البروتيوم

تحليل أطياف الكتلة باستخدام الشبكات العصبية

التنبؤ ببنية البروتينات ووظيفتها

التعرّف على الأنماط والتآثرات البروتينية

الأعمال الموجّهة:

العمل الموجّه 1: تطبيقات المقاربات الأوميكية

نوع النشاط: عمل تعاوني – خريطة مفاهيم

المقال: How ‘omics technologies can drive plant engineering, ecosystem surveillance, human and animal health

الغاية: التعريف بالمقاربات الأوميكية من خلال عمل تركيبي بصري

الأداة أو النشاط: إنشاء خريطة مفاهيم وبحث وثائقي

العمل الموجّه 2: رسم خرائط الجينوم

المقال: A physical map of the papaya genome with integrated genetic map and genome sequence – Qingyi Yu et al., 2009

الغاية: فهم أسس رسم الخرائط الوراثية والفيزيائية

الأداة أو النشاط: إدماج بطاقة العمل الموجّه الإرشادية الموجودة: أسئلة موجّهة وتفسير النتائج

العمل الموجّه 3: التحليل النسخي وجزيئات RNA الطويلة غير المشفِّرة

المقال: Genome-wide differential expression profiling of mRNAs and lncRNAs associated with prolificacy in Hu sheep – Xu Feng et al., 2018

الغاية: مقدمة في علم النسخ الوظيفي وجزيئات RNA الطويلة غير المشفِّرة

الأداة أو النشاط: إدماج بطاقة العمل الموجّه الإرشادية الموجودة: أسئلة موجّهة وتفسير النتائج

العمل الموجّه 4: التحليل الوظيفي باستخدام ShinyGO وSTRING

المقال: Functional annotation and network analysis of differentially expressed genes in a model organism or tissue

الغاية:

- تحليل مجموعة من الجينات المُعبَّر عنها باستخدام ShinyGO: تحليل الإثراء في GO وKEGG

- استكشاف التآثرات البروتينية باستخدام STRING

الأداة أو النشاط: إدماج بطاقة العمل الموجّه الإرشادية الموجودة: أسئلة موجّهة وتفسير النتائج

العمل الموجّه 5: مسار تحليل متعدد الأوميكس مبسّط: دراسة حالة تكاملية

المادة الدراسية: بيانات محاكاة أو مقال حقيقي يُقدَّم للطلبة، مثل الاستجابة لإجهاد لدى نبات أو حيوان

الغاية:

- الجمع بين RNA-Seq وShinyGO وSTRING وAlphaFold وInterPro

- صياغة تفسير بيولوجي متماسك

الأداة أو النشاط: إدماج بطاقة العمل الموجّه الإرشادية الموجودة: أسئلة موجّهة وتفسير النتائج

العمل الموجّه 6: الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتحليل البيانات الأوميكية

المقال: AI-assisted prediction of gene-disease associations

الغاية:

- مقدمة في الذكاء الاصطناعي: التجميع وشبكات الجينات والتعلم العميق

- استخدام منصات مثل Orange أو DeepGO

الأداة أو النشاط: إدماج بطاقة العمل الموجّه الإرشادية الموجودة: أسئلة موجّهة وتفسير النتائج

محتوى المقياس

الورشة 1: المقايسة المناعية المرتبطة بالإنزيم (ELISA)

الورشة 2: تقنية اللطخة الغربية

الورشة 3: التنميط الظاهري للوحيدات وتفسير النتائج باستخدام ImageJ

الورشة 4: رصد المصائد خارج الخلوية للبلاعم (METs) وتفسير النتائج

محتوى المادة:

الورشة 1: استخلاص المستقلبات الثانوية من النباتات الطبية وتنقيتها

الورشة 2: استخلاص اليخضور وتنقيته

الورشة 3: تخليق الجسيمات النانوية وتوصيفها باستخدام حامل ميكروبي.

الورشة 4: استخلاص مادة مضادة للميكروبات من كائن حقيقي النوى وتنقيتها.

الورشة 5: استخلاص عديدات السكاريد خارج الخلوية من كائن دقيق وتنقيتها.

الورشة 6: استخلاص جزيئات نشطة حيوياً من الطحالب الدقيقة وتنقيتها.

محتوى المادة:

المحاضرات

الجزء الأول: الأسس العامة لعلم الأدوية

الفصل 1: الديناميكا الدوائية

- الأهداف الجزيئية المختلفة

- عائلات المستقبلات المختلفة

- التفاعل مع أنظمة التنظيم

الفصل 2: الحرائك الدوائية

- التعريفات

- مراحل الحرائك الدوائية

- معلمات الحرائك الدوائية

الجزء الثاني: المفاهيم الأساسية في علم الأدوية الجزيئي

الفصل 1: النواقل العصبية

- المبادئ الأساسية للنقل العصبي

- أنظمة النقل العصبي

الفصل 2: البروستاغلاندينات والمشتقات ذات الصلة

- البنية

- التخليق الحيوي والتحولات الحيوية

الفصل 3: العلاجات البيولوجية والعلاجات المضادة للسيتوكينات

- السيتوكينات

- العوامل البيولوجية المستخدمة لعلاج أمراض المناعة الذاتية

- الفعالية وقابلية التحمل

الجزء الثالث: استقلاب المواد الغريبة عن الجسم

الفصل 1: الاستحثاث الإنزيمي

- الإنزيمات القابلة للاستحثاث والعوامل المرتبطة به

- آليات الاستحثاث الإنزيمي

الفصل 2: التثبيط الإنزيمي

- الأسس

- تثبيط النقل

الجزء الرابع: علم السموم

الفصل 1: السمية الخلوية

الأهداف الجزيئية

الأهداف الخلوية

الفصل 2: السمية الجينية

السمية المناعية للمواد الغريبة عن الجسم

المظاهر على مستوى الأعضاء أو على المستوى الجهازي

الجزء الخامس: علم الوراثة الدوائي وعلم الجينوم الدوائي والعلاج الشخصي

الفصل 1: مفاهيم عامة حول الطب الشخصي

البحث السريري وعلم الجينوم الدوائي

الاختبارات الجينية وتحديد الأنماط الظاهرية

التقدم في علم الجينوم الدوائي

الفصل 2: المقاربات الجديدة للعلاج الشخصي ومجالات تطبيقه

الأعمال الموجّهة: علم الأدوية التجريبي

طرائق الدراسة في علم الأدوية

النماذج التجريبية

الأهداف المحتملة للعوامل الدوائية

تطبيقات بعض المفاهيم الجزيئية

استقلاب المواد الدوائية وتأثيراتها العلاجية

تطوير دواء: تفاعلات الربيطات مع المستقبلات

تعدد الأشكال الجينية

دور الواسمات الحيوية في المجالات المختلفة وفي علم الأورام

محتوى المادة

مقدمة في البرمجة

ما البرنامج؟ لغات البرمجة

لماذا تُستخدم Python في البيولوجيا؟

أمثلة على التطبيقات العلمية

التثبيت والبدء في الاستخدام

تثبيت Anaconda

أول برنامج نصي بلغة Python

تنفيذ الخلايا والحفظ والتعليقات

المتغيرات وأنواع البيانات

الأنواع الأساسية: int وfloat وstr وbool

الصفوف والمجموعات والقوائم والقواميس

المعاملات الرياضية والمنطقية

التعابير والتعليمات الأساسية (الإدخال والإخراج والإسناد)

بنى التحكم

التعليمات الشرطية: if وelif وelse

معاملات المقارنة

بنى التكرار

حلقتا for وwhile

تعليمتا break وcontinue

اجتياز القوائم

الدوال

تعريف دالة باستخدام def

المعاملات والقيم المُعادة

الملفات

7.1. قراءة ملفات .txt و.csv وكتابتها

7.2. الدوال open() وread() وwrite()

محتوى المادة

الوحدة 1: عالم العجائب

القواعد: الأفعال المساعدة do وbe وhave، وتسمية الأزمنة، والأسئلة والنفي والإجابات القصيرة.

المفردات: تعبيرات التواصل الاجتماعي.

القراءة: عجائب علم الأحياء.

التحدث: مسابقة في البيولوجيا باستخدام الأفعال المساعدة والأسئلة والنفي والإجابات القصيرة.

الاستماع: عشرة من أغرب أنشطة الخلايا.

الكتابة: اكتشاف الخطأ وتصحيحه.

الوحدة 2: أخلاقيات العلوم الحيوية والأمن البيولوجي

القواعد: زمن المضارع.

المفردات: الأعداد في العلوم.

القراءة: أخلاقيات العلوم الحيوية.

التحدث: مناقشة الأخلاقيات في الهندسة الحيوية.

الاستماع: الأمن البيولوجي.

الكتابة: فقرة تصف حقائق علمية باستخدام زمن المضارع والأعداد.

الوحدة 3: سرد قصص علمية

القواعد: زمن الماضي.

المفردات: التمثيلات البيانية.

القراءة: تثمين مخلفات الصناعات الزراعية.

التحدث: مناقشة التأثيرات البيئية للكتلة الحيوية.

الاستماع: تثمين نفايات الصناعات الزراعية.

الكتابة: فقرة تصف الطرائق والنتائج.

الوحدة 4: الهندسة الإنزيمية

القواعد: الأفعال الناقصة المساعدة.

المفردات: مصطلحات الهندسة الإنزيمية.

القراءة: هل يمكن لمخلفات المحاصيل توفير وقود لوسائل النقل المستقبلية؟

التحدث: تنمية التفكير النقدي باستخدام الأفعال الناقصة المساعدة في الإنجليزية.

الاستماع: هل يمكن إعادة استخدام الإنزيمات؟

الكتابة: فقرة عن آفاق تطبيقات الإنزيمات باستخدام الأفعال الناقصة المساعدة.

الوحدة 5: مستقبل تكنولوجيا الإنزيمات

القواعد: صيغ المستقبل.

المفردات: مصطلحات الهندسة الوراثية.

القراءة: الاتجاهات المستقبلية للتكنولوجيا الحيوية.

التحدث: ما الدور الذي تتوقع أن تؤديه التكنولوجيا الحيوية الصناعية مستقبلاً؟

الاستماع: مستقبل الطاقة.

الكتابة: رسالة إلكترونية إلى المشرف على التربص تشرح فيها خطتك عند الوصول.

محتوى المادة:

المحاضرات

الفصل 1: آلية عمل اللقاحات ودور المادة المساعدة

تاريخ التلقيح

الاستجابة المناعية التقليدية بعد التلقيح: الأجسام المضادة المُعادِلة

أنواع اللقاحات

طرائق الإعطاء

مفهوم المواد المساعدة

الحماية الفردية والجماعية

التحديات الحالية للتلقيح

الفصل 2: آلية عمل العاثيات

تاريخ العاثيات البكتيرية واكتشافها

مبادئ العلاج بالعاثيات

الفصل 3: آلية عمل الغلوبولينات المناعية متعددة النوعية

آليات التنظيم المناعي للغلوبولينات المناعية متعددة النوعية

الفصل 4: آليات عمل العلاج المناعي النوعي للحساسية أو إزالة التحسّس

مبادئ العلاج المناعي النوعي للمُستأرِج وطرائقه

آليات العلاج المناعي النوعي للمُستأرِج

الفصل 5: أدوار الأجسام المضادة العلاجية وبروتينات الاندماج الحاوية على الجزء Fc وآليات عملها

القدرة الاستمناعية للأجسام المضادة العلاجية

الأجسام المضادة العلاجية المُعادِلة للأهداف الذائبة

الأجسام المضادة العلاجية المضادّة لفعل الهدف

الأجسام المضادة العلاجية الحالّة للخلايا

الأدوية البيولوجية المضادّة لعامل نخر الورم TNF

الفصل 6: أهداف العلاج بالسيتوكينات وآليات عمله

الإنترفيرونات

الإنترلوكينات

الفصل 7: أهداف مثبّطات المناعة وآليات عملها

تأثير مثبّطات المناعة في الاستجابة المناعية

تصنيف مثبّطات المناعة

الاستراتيجيات العلاجية في زرع الأعضاء

الفصل 8: آليات عمل القشرانيات السكرية وأهدافها المناعية

آلية العمل الرئيسية

آليات العمل غير الجينومية

الأهداف العلاجية

الفصل 9: أهداف مقاربات العلاج المناعي الخلوي وآليات عملها

العلاج المناعي الخلوي بالتبنّي المصاحب لزرع الخلايا المكوّنة للدم من متبرّع

العلاج المناعي الخلوي الذاتي بالتبنّي

العلاج المناعي الخلوي بالتبنّي لأمراض المناعة الذاتية

العلاج المناعي الخلوي الفعّال: الخلايا المتغصّنة بوصفها لقاحاً خلوياً

الفصل 10: الجوانب المناعية للعلاج الجيني

العلاج الجيني

الاستجابات المناعية

الأعمال الموجّهة

العلاج الجيني والخلوي، وإنتاج اللقاحات، والعلاج المناعي والعلاج بالمصل.

إنتاج السيتوكينات والدراسات المنهجية للتعبير والتآثرات.

محتوى المادة

الفصل 1: التفاعل بين المواد النانوية والجهاز المناعي

- خصائص المواد النانوية ذات الاستخدام الطبي الحيوي

تصنيف المواد النانوية: عضوية (جسيمات شحمية وبوليمرات) وغير عضوية (ذهب وسيليكا وكربون)

الخصائص الفيزيائية الكيميائية: الحجم والشحنة والشكل والسطح

التأثير في الامتصاص والتوزّع والاستقلاب والإطراح (ADME)

- السمية المناعية والتعرّف المناعي إلى الأجسام النانوية

الإكليل البروتيني: الامتزاز والتعرّف بواسطة مستقبلات التعرّف على الأنماط

تنشيط المتممة وإطلاق السيتوكينات

أمثلة: سمّية جسيمات الفضة النانوية وثاني أكسيد التيتانيوم

- هندسة السطح والتعديل المناعي

الإكساب الوظيفي للمواد النانوية: الربط بالبولي إيثيلين غليكول، والأجسام المضادة، والربيطات المستهدِفة

تقليل الاستمناعية والاستهداف النوعي (الخلايا المتغصنة والبلاعم)

الجسيمات النانوية المتخفّية مقابل القابلة للتعرّف المناعي

الفصل 2: تقنيات النانو المطبّقة على العلاج المناعي

- أنظمة الإيصال الموجّه للأدوية المعدّلة للمناعة

تغليف الجزيئات الفعالة مناعيًا: الإنترلوكينات والأجسام المضادة ومثبّطات المناعة

جسيمات نانوية مستجيبة للمحفّزات (الأس الهيدروجيني والإنزيمات ودرجة الحرارة)

أمثلة: الكركمين بصياغة نانوية والديكساميثازون في الجسيمات الشحمية

- اللقاحات النانوية والمواد المساعدة المناعية الجسيمية النانوية

الجسيمات النانوية بوصفها منصات لقاحية (الرنا المرسال والدنا والبروتينات المؤتلفة)

أمثلة: الجسيمات النانوية الدهنية في لقاحات كوفيد-19 (Pfizer/BioNTech وModerna)

مواد مساعدة قائمة على الألومينا والسيليكا والبوليمرات

- استهداف الأورام وتعديل الاستجابة المناعية

جسيمات نانوية لإيصال مثبّطات نقاط التفتيش المناعية (PD-1/PD-L1)

العلاج المناعي بخلايا CAR-T والحوامل النانوية

التشخيص العلاجي: الجمع بين العلاج والتصوير

الفصل 3: الرنا وعلم التخلّق والمناعة النانوية

- جزيئات الرنا غير المشفّرة في التنظيم المناعي

الرنا الميكروي: دوره في استقطاب البلاعم وتنشيط الخلايا اللمفاوية والتحمّل المناعي

الرنا الطويل غير المشفّر: التنظيم النسخي والتفاعلات مع الكروماتين

أمثلة: miR-155 بوصفه منشّطًا مواليًا للالتهاب، والرنا الطويل NEAT1 في تنظيم الجسيمات الالتهابية

- علم التخلّق ومرونة الجهاز المناعي

آليات التخلّق: مثيلة الدنا وتعديلات الهستونات وإعادة تشكيل الكروماتين

الخلايا النخاعية: إعادة البرمجة التخلّقية بفعل العوامل الممرِضة أو الجزيئات النانوية

الذاكرة المناعية الفطرية (المناعة المدرَّبة) عبر تغيّرات تخلّقية مستدامة في تنظيم الجينوم

- نواقل نانوية للتعديل التخلّقي وإيصال الرنا

جسيمات نانوية للإيصال الموجّه للرنا المتداخل الصغير والرنا الميكروي والرنا الطويل غير المشفّر

أدوات التحرير التخلّقي (مثل CRISPR/dCas9 المدمج بإنزيمات تخلّقية)

علاجات ناشئة: السرطان (الإيصال الموجّه للرنا الميكروي الكابح للأورام)، وأمراض المناعة الذاتية (تثبيط الرنا الميكروي الموالي للالتهاب بالجسيمات النانوية)

الفصل 4: التنظيم والأخلاقيات الحيوية والتوجهات الناشئة

- سلامة المواد النانوية الفعالة مناعيًا وأخلاقياتها وتنظيمها

معايير ISO والاختبارات في المختبر وداخل الكائن الحي

تقييم المخاطر: التوزّع الحيوي والسمّية المناعية بعيدة المدى

التقبّل المجتمعي وقضايا الشفافية

- المناعة النانوية وطب المستقبل

التشخيص المناعي النانوي: المستشعرات الحيوية والجسيمات النانوية المغناطيسية

الطب الشخصي: المعلوماتية الحيوية والتنبؤ بالاستجابات المناعية

الآفاق: لقاحات السرطان والتحرير المناعي والعلاجات النانوية المركّبة

الأعمال التطبيقية:

العمل التطبيقي 1: نمذجة ناقل جسيمي نانوي للرنا المرسال أو الرنا المتداخل الصغير

الهدف: التعرّف إلى تصميم ناقل للرنا يستهدف جينًا مناعيًا.

العمل التطبيقي 2: إنتاج جسيمات الفضة النانوية بالتخليق الحيوي

الهدف: إنتاج جسيمات الفضة النانوية باستخدام مستخلص بكتيري أو نباتي.

محتوى المادة

الفصل 1: تاريخ الهندسة الوراثية

الفصل 2: الأدوات الإنزيمية للهندسة الوراثية

إنزيمات التقييد

ظاهرة التقييد

مواقع التعرّف

إنزيمات التقييد ذات تسلسل التعرّف نفسه، Isoschizomers

نظام التقييد والتعديل RM

أصل إنزيمات التقييد

تسمية إنزيمات التقييد

أنواع القطع الذي تحدثه إنزيمات التقييد

فئات إنزيمات التقييد

مثيلة مواقع التقييد وتعطيل إنزيمات التقييد

استعمالات إنزيمات التقييد

إنزيمات أخرى شائعة في الهندسة الوراثية

البوليميرازات

إنزيمات الربط

الفوسفاتازات القلوية

النوكليازات

إنزيمات نوعية أخرى

الفصل 3: التهجين الجزيئي

تذكير بمبدأ تفاعل التهجين

مفهوم درجة انصهار DNA

العوامل المؤثرة في درجة الانصهار

التهجين الجزيئي

التهجين في الطور السائل

التهجين على دعامة صلبة

التهجين الموضعي

المجسّات

مبادئ تهجين الأحماض النووية

مفهوم المجسّ

بعض استراتيجيات الوسم

الفصل 4: النواقل

مبادئ عامة عن النواقل

مفهوم الناقل وخصائصه

مبادئ استعمال الناقل

البلازميدات

استعمال البلازميد

تحضير البلازميدات

أنواع البلازميدات

منشأ التضاعف

العاثيات

استعمال العاثيات

تحضير العاثية

العاثيات المستخدمة في البيولوجيا الجزيئية

أنواع أخرى من النواقل

الكوزميدات

الصبغيات الاصطناعية

النواقل المكوكية

النواقل الفيروسية لحقيقيات النوى

الفصل 5: الاستنساخ والتعبير عن البروتينات المؤتلفة

مبدأ الاستنساخ

الاستنساخ المعتمد على PCR

مكتبات DNA

مكتبات DNA الجينومي

مكتبات DNA المتمّم cDNA

أنظمة التعبير

اختيار نظام التعبير

التعديلات بعد الترجمة

نظام تعبير بدائي النوى

كاسيت وراثي للتعبير عن بروتينات مؤتلفة

خصائص E. coli

ملخّص التعبير غير المتجانس عن بروتين في E. coli

التعبير عن البروتينات المؤتلفة

الفصل 6: الكائنات المعدّلة وراثيًا

النقل الجيني في النبات

النقل الجيني النباتي وطرائق التحسين التقليدية

تقنيات النقل الجيني النباتي

تقنيات التحويل الوراثي

النقل الجيني في الحيوان

التعريف

طرائق نقل الجينات إلى الحيوانات

بناء جين منقول

تقنيات أخرى لإنشاء كائنات معدّلة وراثيًا

أهم تطبيقات الكائنات المعدّلة وراثيًا

تتبّع الكائنات المعدّلة وراثيًا ووسمها

الفصل 7: التقنيات الحديثة للهندسة الوراثية وتطبيقاتها

تحرير الجينوم

نوكليازات قابلة للبرمجة

تداخل RNA

نوكليازات أصابع الزنك

TALEN

CRISPR/Cas9

محتوى المادة

الفصل 1: مدخل إلى مناعة العدوى

تعريف الجهاز المناعي وأهميته في الأمراض المعدية

العوامل الممرضة المختلفة وتصنيف الأمراض المعدية

الفصل 2: الإمراضية الميكروبية

مراحل العملية الإنتانية

غزو البكتيريا الممرضة للمضيف وتجاوز دفاعاته

الأضرار التي تُلحقها البكتيريا الممرضة بالمضيف

الخصائص الإمراضية للفيروسات

الخصائص الإمراضية للفطريات والأوّليات والديدان الطفيلية والطحالب

الفصل 3: عوامل الإمراضية والضراوة

عوامل الالتصاق والاستعمار: الخملات، وعديدات السكاريد الشحمية (LPS)، والسوط، ونظام الإفراز

عوامل الغزو

عوامل التحلل الخلوي

الذيفانات والمستضدات الفائقة

الفصل 4: الأسس الوراثية للضراوة

بلازميد الضراوة

العاثية

جزر الإمراضية

الفصل 5: الاستجابات المناعية بحسب نوع العدوى

2.1. المناعة ضد العدوى البكتيرية

2.2. المناعة ضد العدوى الفيروسية

2.3. المناعة ضد العدوى الفطرية

2.4. المناعة ضد العدوى الطفيلية

الفصل 6: آليات إفلات العوامل الممرضة ومقاومتها للدفاعات المناعية

التعديل المستضدي

تثبيط الاستجابة المناعية

كمون العدوى المزمنة وإعادة تنشيطها

الفصل 7: الاعتلالات المناعية المرتبطة بالعدوى

الصدمة الإنتانية وعاصفة السيتوكينات

أمراض المناعة الذاتية التالية للعدوى

فرط التحسس المرتبط بالعدوى

الفصل 8: التطبيقات العلاجية

العلاج المناعي المضاد للعدوى

التعديل المناعي

محتوى المادة:

الورشة 1: إنتاج عديد السكاريد الشحمي (LPS) من سلالات بكتيرية مختلفة

الحصة 1: تحضير الخلايا البكتيرية وتحليلها خلويًا

الحصة 2: إزالة الملوثات البروتينية والحمضية النووية، والاستخلاص بالفينول والماء الساخن

الحصة 3: ترسيب عديد السكاريد الشحمي

الحصة 4: الاسترجاع والتنقية النهائية بعد الديلزة

الحصة 5: توصيف عديدات السكاريد الشحمية بالرحلان الكهربائي SDS-PAGE

الحصة 6: تقييم التأثير المحفّز للانقسام لعديد السكاريد الشحمي في الخلايا المناعية، مثل الوحيدات

فصل الخلايا أحادية النواة من الدم المحيطي (PBMCs) باستخدام Ficoll

زرع الوحيدات

تقييم التوازن بين أحادي أكسيد النيتروجين والأرجيناز

الورشة 2: إنتاج مادة مساعدة مناعية انطلاقًا من عديد السكاريد الشحمي

الحصة 7: تحرير الليبيد A وإزالة سمّيته

الحصة 8: تنقية الليبيد A أحادي الفوسفات، والديلزة والتجفيف بالتجميد

الحصة 9: صياغة المادة المساعدة المناعية وفق بروتوكول الامتزاز على أملاح الألومنيوم (Alum)

الحصة 10: تقييم وظيفة المادة المساعدة MPLA باستخدام الدم الكامل

فصل الخلايا أحادية النواة من الدم المحيطي باستخدام Ficoll

زرع الوحيدات وتمايزها إلى بلاعم

تقييم التوازن بين أحادي أكسيد النيتروجين والأرجيناز

الحصة 11: الدراسة الإحصائية وتفسير النتائج النهائية

محتوى المادة:

التقنيات

تصميم بادئات الاستنساخ ومحاكاة استنساخ جين ألفا-أميلاز حاسوبيًا باستعمال SnapGene.

استخلاص DNA الجينومي للسلالة المختارة.

PCR لاستنساخ الجين باستعمال بادئات الاستنساخ.

تنقية ناتج PCR بعدّة PCR Clean-up.

هضم القطعة المدخلة والناقل البلازميدي pET21/28 a+ بزوج مناسب من إنزيمات التقييد.

تنقية نواتج الهضم من هلام الأغاروز.

ربط الجين بالناقل البلازميدي.

تحويل العائل البكتيري المستخدم للاستنساخ E. coli DH5α.

استخلاص البناء الوراثي وتحويل عائل التعبير E. coli BL21 (DE3).

انتقاء النسائل المحوّلة بوجود مضاد حيوي.

اختبار التعبير عن الإنزيم المؤتلف بـSDS-PAGE.

تنقية الإنزيم المؤتلف بعمود كروماتوغرافيا الألفة HisTrap.

الحصة 1، 05 ساعات:

تحضير المحاليل وأوساط الزرع.

تصميم بادئات الاستنساخ.

الحصة 2، 06 ساعات:

استخلاص DNA الجينومي لسلالة Bacillus sp. باستعمال عدّة.

PCR لاستنساخ الجين المختار.

محاكاة الاستنساخ الحاسوبي لجين ألفا-أميلاز في SnapGene.

اختبارات نوعية وكمية: الرحلان على هلام الأغاروز.

الحصة 3، 06 ساعات:

تنقية ناتج PCR وقياس كمية DNA.

هضم القطعة والناقل pET21/28 a+ بزوج مناسب من إنزيمات التقييد.

محاكاة التسلسل: تحقق حاسوبي من ناتج PCR الذي حُدِّد تسلسله.

رحلان نواتج الهضم ثم تنقيتها من هلام الأغاروز.

الحصة 4، 06 ساعات:

تحضير خلايا بكتيرية كفؤة لاستقبال DNA، الجزء 01.

ربط الجين بالناقل البلازميدي.

الحصة 5، 06 ساعات:

تحضير الخلايا الكفؤة، الجزء 02.

تحويل عائل الاستنساخ E. coli DH5α.

الحصة 6، 08 ساعات:

انتقاء النسائل المحوّلة بوجود مضاد حيوي.

محاضرة حول الإنزيمات المؤتلفة.

استخلاص البناء الوراثي وتحويل عائل التعبير E. coli BL21 (DE3).

الحصة 7، 06 ساعات:

اختبارات التعبير عن الإنزيم المؤتلف، الجزء 01:

إعداد الزراعات المختلفة تحت ظروف مختلفة.

الحصة 8، 06 ساعات:

اختبارات التعبير عن الإنزيم المؤتلف، الجزء 02:

SDS-PAGE.

الحصة 9، 06 ساعات:

تنقية الإنزيم المؤتلف الموسوم بالهيستيدين بعمود الألفة HisTrap.

ج) محتوى المادة

I. المحاضرات

II. الحصص التطبيقية

محتوى المادة

1. معالجة البيانات باستخدام NumPy

استخدام مصفوفات NumPy لتمثيل البيانات البيولوجية (التسلسلات والمصفوفات).

تطبيق العمليات المتجهية وتقطيع البيانات في التحليل.

2. تحليل البيانات البيولوجية باستخدام pandas

قراءة ملفات CSV ومعالجتها (مثل نتائج PCR وقياسات النشاط الإنزيمي).

ترتيب البيانات وتصفيتها وتجميعها للتحليل التجريبي.

3. التصوير البياني للبيانات باستخدام Matplotlib

إنشاء رسوم بيانية (منحنيات ومدرجات تكرارية) لعرض النتائج البيولوجية.

تخصيص الرسوم البيانية (العناوين ومفاتيح الرسم والتسميات).

4. البرمجة كائنية التوجه

المفاهيم الأساسية: فهم الأصناف والكائنات والسمات والطرائق، وتنفيذ صنف بسيط.

الوراثة والطرائق الخاصة.

5. مقدمة إلى Biopython

قراءة ملفات FASTA وتحليلها.

استخراج معلومات من تسلسلات DNA (الطول والمحتوى).

محتوى المادة

الوحدة 1: عالم العمل

القواعد: المضارع التام.

المفردات: مصطلحات العمل والتوظيف.

القراءة: وظائف الأحلام.

التحدث: ما وظيفة أحلامك؟

الاستماع: أنواع شركات التكنولوجيا الحيوية.

الكتابة: كتابة رسائل الترشح للوظائف.

الوحدة 2: الطحالب الدقيقة — ذهب المستقبل الأخضر؟

القواعد: الجمل الشرطية.

الإنجليزية اليومية: تقديم الاقتراحات.

القراءة: منتجات عالية القيمة المضافة من الطحالب الدقيقة.

التحدث: ماذا ستفعل إذا توفر لك تمويل؟

الاستماع: الوقود الحيوي من الطحالب الدقيقة.

الكتابة: «لو أن الطحالب الدقيقة…».

الوحدة 3: التكنولوجيا الحيوية الغذائية

القواعد: الكلام المنقول.

المفردات: مصطلحات التكنولوجيا الحيوية.

القراءة: تطبيقات الإنزيمات في الصناعات الغذائية.

التحدث: هل استخدام الإنزيمات في الغذاء آمن؟

الاستماع: الإنزيمات في الحليب والجبن.

الكتابة: نص علمي باستخدام الكلام المنقول.

الوحدة 4: خلية الوقود الحيوي

القواعد: تعبيرات الكمية.

المفردات: مصطلحات خلايا الوقود الحيوي.

القراءة: خلايا الوقود الحيوي والإنزيمات والميكروبات لإنتاج الطاقة.

التحدث: لماذا لا يتوفر لدينا وقود حيوي عملي حتى الآن؟

الاستماع: مستقبل الطاقة الحيوية.

الكتابة: من جداول إكسل إلى النص، مع استخدام تعبيرات الكمية.

الوحدة 5: ريادة الأعمال في التكنولوجيا الحيوية

القواعد: جمل الوصل.

المفردات: ريادة الأعمال.

القراءة: الركائز الثلاث لريادة الأعمال في التكنولوجيا الحيوية.

التحدث: التكنولوجيا الحيوية والتنمية الاقتصادية.

الاستماع: التكنولوجيا الحيوية بوصفها مستقبل التصنيع.

الكتابة: نص علمي باستخدام جمل الوصل.

محتوى المادة:

الجزء الأول: مدخل عام إلى التسرطن

الفصل 1: نظرة عامة على التسرطن

آليات التسرطن

الجينات الورمية والجينات الكابحة للأورام

دلالة الطفرات الموجودة في السرطانات وتنظيم التعبير الجيني

الفصل 2: التحول الخبيث

قد تؤدي تغيرات الحمض النووي DNA إلى تحول خبيث

اكتشاف الجينات الورمية

التقدم السرطاني: عملية متعددة المراحل

الجزء الثاني: المناعة المضادة للأورام

الفصل 1: الاستجابة المناعية المضادة للأورام: المفاهيم والعناصر الرئيسية

مستضدات الأورام

نمذجة انطلاق الاستجابة المناعية المضادة للأورام

الفصل 2: تنظيم تنشيط الخلايا اللمفاوية التائية

نشأة الخلايا اللمفاوية التائية وتمايزها

آليات تنشيط الخلايا اللمفاوية التائية ووظائفها البيولوجية

تنظيم الاستجابة التائية

الفصل 3: دور الخلايا اللمفاوية البائية في العلاج المناعي المضاد للأورام

الخلايا اللمفاوية البائية: عنصر رئيسي في الاستجابة التكيفية

دور الخلايا البائية المتسللة إلى الأورام

توظيف خصائص الخلايا البائية لتطوير استراتيجيات العلاج الحيوي

الفصل 4: أدوار الخلايا المتغصنة

تنشيط الخلايا المتغصنة واستحثاث الاستجابة المناعية

الخلايا المتغصنة في السياق الفيزيولوجي المرضي

العلاجات المناعية التي تستهدف الخلايا المتغصنة أو تستخدمها

الجزء الثالث: التغيرات الجينومية وفوق الجينومية للخلايا السرطانية

الفصل 1: المسارات الواسعة الانتشار للتكاثر الخلوي

المستقبلات ذات نشاط كيناز التيروزين

مسار كينازات MAP

مسار كيناز PI3

الفصل 2: مسارات التكاثر المتخصصة

مسارات السيتوكينات والمسارات المرتبطة بالمستقبلات المقترنة ببروتين G، أي GPCR

مسارات Hippo أو YAP/TAZ، والمسارات البيورينرجية ومسار Wnt–β-catenin

مسارا Notch وHedgehog والمسارات المؤدية إلى NFκB والمستقبلات النووية

الفصل 3: تكاثر الخلايا وموتها

ضبط دورة الخلية

ضبط الاستماتة

الفصل 4: الالتصاق والحركية

الالتصاق الخلوي

الحركية الخلوية

الفصل 5: مسارات الهجرة الخلوية

مسارات الكيموكينات والإنتغرينات والسيمافورينات

مسار عامل النمو المحوِّل بيتا TGFβ ومسارات الإفرينات

الفصل 6: التنظيم على مستوى النسخ

مثيلة DNA وتعديلات الهيستونات بعد الترجمة

إعادة تشكيل الكروماتين والتضفير البديل وعوامل النسخ

الرنا الميكروي وجزيئات الرنا الطويلة غير المشفرة

الفصل 7: الاستقلاب والتنظيم داخل السيتوبلازم

التخليق الحيوي للبروتينات

إجهاد الشبكة الإندوبلازمية والالتهام الذاتي

وسم البروتينات باليوبيكويتين والبروتيازوم

الجزء الرابع: من الخلية السرطانية إلى السرطان

الفصل 1: عدم الاستقرار الجينومي

أخطاء التضاعف وإصلاح عدم تطابق القواعد

عمليات الأكسدة داخلية المنشأ والإصلاح باستئصال القواعد

كسور الشريط المفرد والإصلاح باستئصال النوكليوتيدات؛ آليتان تُدرسان على نحو متميز، ولا يعني جمعهما في العنوان أن الثانية تصلح جميع الكسور المفردة.

كسور الشريط المزدوج والإصلاح بإعادة تركيب DNA.

الفصل 2: الخلود التكاثري للخطوط الخلوية

التيلوميرات

إنزيم التيلوميراز

الآلية البديلة لإطالة التيلوميرات ALT

الفصل 3: الانتشار النقائلي

الفيزيولوجيا المرضية للنقائل

جينوم النقائل وفوق جينومها

الانتقال الظهاري–اللحمي المتوسط

استيطان الأعضاء المستهدفة

الفصل 4: تولد الأوعية الدموية

مراحل تولد الأوعية

دور نقص الأكسجة

الإشارات المنظمة لتولد الأوعية

الفصل 5: السرطانات الظهارية وغير الظهارية

سرطانات الثدي والقولون والمستقيم

سرطانات البنكرياس وسرطانات الخلايا الكبدية

سرطانات المثانة والمسالك البولية والبروستاتا

سرطانات المبيض وعنق الرحم وبطانة الرحم

سرطانات الجلد والغدة الدرقية

الأورام الأرومية الدبقية وساركومات الأنسجة الرخوة

الميلانومات الجلدية

ابيضاضات الدم والأورام اللمفاوية الخبيثة

الفصل 6: العلاج المناعي للسرطان

الأجسام المضادة وحيدة النسيلة

استخدام السيتوكينات

استخدام الخلايا التائية النوعية للأورام بعد تكثيرها في المختبر

التعديل الموجّه لجزيئات التحفيز المشترك

الأعمال الموجهة

تحليل وثائق وإعداد عروض في المجالات التي تغطيها المحاضرات.

محتوى المادة

الجزء الأول: الميكروبيوتا الطبيعية في حالة التوازن

الفصل 1: التحليل والتركيب

تقنيات التعرّف على الميكروبيوتا واستقصائها

تركيب الميكروبيوتا المعوية

استقرار الميكروبيوتا وتطورها

العوامل المعدّلة لتركيب الميكروبيوتا المعوية

الفصل 2: الميكروبيوتا المعوية ووظائف الجسم

التواصل بين المضيف والميكروبيوتا

الميكروبيوتا وتأثير الحاجز الواقي

الميكروبيوتا المعوية والجهاز المناعي

الميكروبيوتا المعوية والقدرة الاستقلابية

الجزء الثاني: الميكروبيوتا في الحالة المرضية: اختلال التوازن الميكروبي

الفصل 1: الميكروبيوتا وأمراض السبيل الهضمي

الإسهال المعدي والإسهال المرتبط بالمضادات الحيوية

الميكروبيوتا والاضطرابات المعوية الوظيفية

الميكروبيوتا والداء البطني

أمراض الأمعاء الالتهابية المزمنة

دور الميكروبيوتا المعوية في متلازمة الأمعاء القصيرة

التهاب الأمعاء والقولون التقرحي الناخر

الميكروبيوتا وسرطانات الجهاز الهضمي

الفصل 2: الميكروبيوتا والأمراض الاستقلابية والكبدية

الميكروبيوتا والسمنة والمدخول الغذائي وجراحة السمنة

المتلازمة الاستقلابية وداء السكري

الميكروبيوتا والكبد: الأمراض الكبدية الاستقلابية والتغذوية

الميكروبيوتا والتغذية المعوية

الميكروبيوتا وسوء التغذية لدى الأطفال

الفصل 3: الميكروبيوتا وأمراض أخرى

الميكروبيوتا وصحة القلب والأوعية الدموية

الميكروبيوتا والتفاعلات التحسسية

الميكروبيوتا المعوية والأمراض النفسية والتنكسية العصبية

الميكروبيوتا وطب الروماتيزم والطب الباطني

الميكروبيوتا المعوية وطب الجلد

الميكروبيوتا المعوية وطب النساء والمسالك البولية

الميكروبيوتا والأضرار الناجمة عن التدخلات الطبية

الجزء الثالث: تعديل الميكروبيوتا المعوية

الفصل 1: التعديل التغذوي

التنظيم المبكر

التنظيم على المدى القصير والطويل

الفصل 2: البروبيوتيك والبريبايوتيك والسينبيوتيك

التعريف

الأطر التنظيمية

التصنيفات والخصائص

الاستخدامات الحالية للبروبيوتيك

آلية العمل

الفصل 3: زرع الميكروبيوتا البرازية

التعريف والسياق

الأطر التنظيمية

الزرع

زرع الميكروبيوتا البرازية في سياق السمنة

زرع الميكروبيوتا البرازية في سياق الحساسية

الفصل 4: مقاربات أخرى للتعديل

محتوى المادة

مقدمة: التعرف على بيئة R

تثبيت البرنامج

أساسيات استخدام R

حساب المتوسطات والانحرافات المعيارية

تحليل الارتباط والانحدار

التمثيلات البيانية

تحليل التباين الأحادي والثنائي العامل وتحليل التغاير

الاختبارات الإحصائية

محتوى المادة

مقدمة في البيولوجيا التركيبية

معالم تاريخية

تعريف البيولوجيا التركيبية وغاياتها

الاستراتيجيات الثلاث الكبرى: البناء من الأسفل إلى الأعلى، والتصميم من الأعلى إلى الأسفل، والخلايا الأولية

الوحدات البيولوجية المعيارية

تحديد تسلسل الدنا

تصنيع الدنا: الوحدات البنائية الأساسية

الهياكل الخلوية الحاضنة: الطبيعية والتركيبية

الكيمياء والكيمياء الحيوية وإعادة ترميز الأنظمة الحية

أدوات التحكم في التعبير الجيني

أدوات البيولوجيا التركيبية ومقارباتها

هندسة الأنظمة الحية والهندسة الاستقلابية

سينثيا

تخليق الأرتيميسينين

الأنظمة البكتيرية المستخدمة مستشعرات بيئية وفي التشخيص الطبي الحيوي

الجينومات الاصطناعية ومفهوم البيولوجيا الغريبة

التطبيقات

الجوانب التنظيمية والأمن البيولوجي

السلامة والجوانب الاجتماعية والأخلاقية

الأعمال الموجّهة

تحليل الوثائق وإعداد عروض في المجالات التي تتناولها الدروس.

محتوى المادة

الحصة 1: الزرع البكتيري

الحصة 2: التعطيل الحراري

اختبار العقم

الحصة 3: تحضير الجسيمات الدقيقة من PLGA

الحصة 4: تغليف البكتيريا المعطّلة داخل الجسيمات الدقيقة من PLGA

الحصة 5: توصيف الجسيمات الدقيقة

تحليل حجم الجسيمات الدقيقة وشكلها.

تقدير كمية البروتينات المغلّفة.

الحصة 6: الصياغة مع مادة مساعدة مناعية

الحصة 7: تمنيع النماذج الحيوانية

اختيار الفئران وتحضيرها.

حقن المستحضر تحت الجلد أو في العضل.

الحصة 8: متابعة الاستجابة المناعية

أخذ عيّنات الدم.

قياس الأجسام المضادة النوعية باختبار ELISA.

الحصة 9: اختبار التحدّي

تعريض الحيوانات الممنّعة للسلالة البكتيرية الضارية.

متابعة العلامات السريرية والوفيات.

الحصة 10: التحليل النهائي والحفظ

تجميع المعطيات المناعية ومعطيات الحماية وتحليلها.

تقييم ثبات اللقاح عند درجات حرارة مختلفة.

محتوى المقياس:

الجزء الأول: الإرساء الجزيئي

الفصل 1: تآثرات البروتين مع الربيطة

تآثرات البروتين مع الإنزيم

تآثرات البروتين مع الببتيد

تآثرات البروتين مع البروتين

الفصل 2: تحديد المواقع الفعالة

الفصل 3: تصميم الببتيدات

الفصل 4: أمثلة تطبيقية

الجزء الثاني: الديناميكا الجزيئية

محتوى المادة:

الفصل 1: مدخل إلى علم العقاقير

أهمية المواد الطبيعية في العلاج.

مدخل إلى المستقلبات الأولية والثانوية.

الفصل 2: مركبات الاستقلاب الأولي والثانوي

تعريف نوعَي الاستقلاب.

أدوار المستقلبات الأولية والثانوية، مع أمثلة نباتية.

التنوع البنيوي للمستقلبات الثانوية.

استخدامات المستقلبات الأولية والثانوية وتطبيقاتها.

الفصل 3: التربينات والستيرويدات

الزيوت الأساسية.

الراتنجات والراتنجات الزيتية والراتنجات الصمغية والبلسمات.

الإيريدويدات.

الصابونينات.

المواد الأولية لصناعة الستيرويدات.

الغليكوزيدات المقوّية للقلب.

الفصل 4: المركبات الفينولية

المركبات الفينولية.

الفينولات والأحماض الفينولية.

الكومارينات.

الليغنانات.

الفلافونويدات.

الأنثوسيانينات.

العفصات.

المشتقات الهيدروكسي أنثراسينية.

الأورسينولات والفلوروغلوسينولات: القنب الهندي.

الفصل 5: القلويدات

مفاهيم عامة حول القلويدات.

قلويدات التروبان: البلادونا والداتورا والبنج والكوكا.

قلويدات الكينوليزيدين: الوزّال المكنسي.

قلويدات الإندول: إرغوت الشيلم والراوولفيا والونكا والأوكروسيا.

قلويدات الكينولين: الكينا.

قلويدات الإيزوكينولين: الخشخاش المنوّم.

قلويدات التروبولون: اللحلاح.

قلويدات ذات حلقة إيميدازول: الجابوراندي.

قلويدات ثنائية التربين: الأكونيت.

القواعد البيورينية: البن والشاي والكولا والكاكاو.

الفصل 6: مفاهيم في الصيدلانيات

الأشكال الصيدلانية الرئيسية في العلاج بالنباتات.

التطبيق العملي: التحضيرات الصيدلانية الخاصة بوصفة فردية.

معايير اختيار الشكل الصيدلاني.

الفصل 7: العلاج بالنباتات والأمراض

السمية الذاتية للنباتات.

مخاطر التفاعلات بين النباتات الطبية والأدوية.

موانع الاستعمال واحتياطات استخدام النباتات الطبية.

الفصل 8: الدراسات الوصفية المرجعية

النباتات الطبية المختلفة.

دواعي استعمال النباتات الطبية بحسب خصائصها في العلاج النباتي السريري التكاملي.

الفصل 9: دور التقييم السريري والبيولوجي في اختيار علاج بالنباتات الطبية ومتابعة آثاره

علم الأدوية النباتية.

دراسة حالات سريرية.

الأعمال الموجّهة

المبادئ الأساسية للعلاج بالنباتات والمعالجة المثلية والعلاج بالزيوت العطرية.

الأشكال الصيدلانية للمستحضرات النباتية.

اليقظة المتعلقة بالمستحضرات النباتية وسلامة المستهلك.

محتوى المادة

الجزء 1:

المفاهيم الأساسية للهندسة العكسية

التعريف والتاريخ

نشأة المفهوم في الهندسة الميكانيكية والإلكترونية ثم تكييفه مع علوم الحياة.

أهمية الهندسة العكسية في البيولوجيا الحديثة: الفهم والتحسين وإعادة الإنتاج.

الفروق بين الهندسة العكسية والهندسة المباشرة

الهندسة المباشرة: مسار تصميم خطي من الفكرة إلى المنتج.

الهندسة العكسية: الانطلاق من منتج موجود لاستنتاج تصميمه.

التطبيقات الصناعية

صيانة الأجهزة البيولوجية وتحسينها، مثل أجهزة PCR وأجهزة تحديد التسلسل.

الابتكار التنافسي: الطباعة الحيوية وتطوير أدوات تشخيص بديلة.

قابلية التشغيل البيني: التوافق بين الأجهزة والبرمجيات وقواعد البيانات.

سلّم مستويات الجاهزية التكنولوجية (TRL)

عرض المستويات التسعة للجاهزية التكنولوجية

TRL 1: ملاحظة المبادئ العلمية الأساسية.

TRL 5: التحقّق من التكنولوجيا في بيئة ملائمة.

TRL 9: نظام مثبت في بيئة تشغيلية.

تحديد موقع المشروع البيولوجي على سلّم الجاهزية التكنولوجية

أمثلة: تطوير اختبار PCR سريع وإنتاج لقاحات تجريبية.

المتطلبات اللازمة للانتقال بين مستويات الجاهزية

الموارد البشرية والمادية والمالية.

تخطيط التجارب التجريبية النصف صناعية وما قبل الصناعية.

الإطار القانوني والملكية الفكرية

مشروعية الهندسة العكسية في ضوء براءات الاختراع

مبدأ الاستخدام العادل وقانون حقوق المؤلف للألفية الرقمية (DMCA) والتوجيهات الأوروبية.

تحليل مقارن دولي

إدارة المخاطر القانونية

صياغة عقود واضحة وشروط خاصة بالهندسة العكسية وتدابير الحماية من التحايل.

الحدود القانونية

السماح بالهندسة العكسية لأغراض التحليل والتشغيل البيني ومنع النسخ أو إعادة البيع دون ترخيص.

الجزء 2: تطبيقات في العلوم البيولوجية

1. الهندسة العكسية للنظم البيولوجية

مقاربة تفكيك النظم البيولوجية

تفكيك الشبكات الأيضية ومسارات نقل الإشارة.

إعادة البناء الوظيفي انطلاقاً من البيانات التجريبية.

أمثلة تطبيقية

شبكات الاستجابة للإجهاد التأكسدي.

الآليات الجزيئية للموت الخلوي المبرمج.

2. المعلوماتية الحيوية والبرمجيات الحرة في العلوم البيولوجية

مقدمة في البرمجيات مفتوحة المصدر

استخدام Biopython وRStudio وGalaxy للتحليل الحيوي.

ورشات تطبيقية

توسيم الجينومات باستخدام GenomeTools.

تحليل بيانات تسلسل الجينات المستهدفة باستخدام FastQC وClustal Omega.

3. النمذجة والمحاكاة في البيولوجيا

أدوات المحاكاة الحرة

استخدام COPASI لديناميكا النظم الكيميائية الحيوية.

استخدام CellDesigner لنمذجة شبكات نقل الإشارة.

مشاريع مصغّرة

محاكاة ديناميكا شبكة التهابية.

تحسين مسار أيضي باستخدام نموذج ديناميكي.

الجزء 3: تطبيقات في التكنولوجيا المناعية. يتيح هذا الجزء للطلبة تحديد أمثلة واقعية للهندسة العكسية، واستخدام أدوات مفتوحة المصدر ملائمة، مثل ImageJ وحِزم R/Bioconductor وFreeCAD، والتفكير في الآثار الأخلاقية والقانونية.

الهندسة العكسية للأجسام المضادة والتشخيص المناعي

استخراج البنية ثلاثية الأبعاد للأجسام المضادة ونمذجتها باستخدام RosettaAntibody وPyMOL.

ورشة

إعادة بناء اختبار مستضد سريع قائم على أجسام مضادة متاحة بنهج مفتوح المصدر.

محتوى المادة

الوحدة 1: القواعد الأساسية للغة المخطوطات العلمية

- نظرة عامة على لغة المخطوطات العلمية

- الأزمنة

- القواعد النحوية

- الجمل

- الفقرات

الوحدة 2: الأخطاء الشائعة التي ينبغي تجنّبها عند كتابة مخطوطة علمية

الوحدة 3: مناقشة الأطروحة

- ما مناقشة الأطروحة؟

- كيفية بدء العرض

- صياغة إشكالية البحث وأهدافه

- وصف المنهجية

- وصف النتائج ومناقشتها

- الخلاصة والآفاق

- تحسين الانتقال بين أجزاء العرض

- كيفية اختتام العرض

الوحدة 4: ما بعد التخرّج: ما الخطوة التالية؟

- تحديد الأهداف المهنية

- التحضير لمقابلة توظيف

- إعداد السيرة الذاتية

- كتابة رسالة تحفيزية

- التقدّم للحصول على منحة دراسية

محتوى المادة

تخطيط التجارب وتنفيذها

استنادًا إلى مقترح المشروع المقدّم في السداسي السابق، ينبغي أن يكون الطلبة قادرين على تخطيط بحث نقدي مستقل وتنفيذه ضمن مشروع نهاية الدراسة في التكنولوجيا الحيوية. وعليهم تحديد النظريات والمفاهيم ذات الصلة بصورة منهجية، وربطها بالمنهجيات والأدلة الملائمة، وتطبيق التقنيات المناسبة، واستخلاص الاستنتاجات الملائمة. كما ينبغي أن يتمكنوا من العمل باستقلالية وفهم هدف كل تجربة يجرونها ونتائجها المحتملة.

كتابة المذكرة

عند انتهاء المشروع، تُكتب مذكرة تشمل جميع التفاصيل، مثل الهدف والمنهجية والنتائج والمناقشة والأعمال المستقبلية المتعلقة بالمشروع. ويمكن للطلبة السعي إلى نشر نتائج أبحاثهم في مجلة محكّمة، وتقديم طلب براءة اختراع إذا كانت النتائج ذات توجه تطبيقي.