Образовательная программа по генетическим технологиям

Образовательная программа включала в себя лекционные, семинарские и практические занятия по классической, популяционной, молекулярной и медицинской генетике, агробиотехнологиям и биоинформатике, лекции ведущих российских специалистов в области генетики и тематические экскурсии.

Участники программы освоили генетические методы:

1. Приготовление растворов различных веществ
2. Использование автоматических пипеток
3. Приготовление питательных сред
4. Навыки стерильной работы в ламинарном боксе
5. Стерилизация сред, лабораторной посуды, инструментов
6. Выделение ДНК из биологических объектов
7. in silico анализ последовательностей генов-мишеней
8. Дизайн праймеров и антисмысловых олигонуклеотидов
9. Полимеразная цепная реакция
10. Гель-электрофорез нуклеиновых кислот
11. Гель-электрофорез белков
12. Вестерн-блоттинг
13. Аналитическая и препаративная рестрикция
14. Лигирование
15. Различные методы молекулярного клонирования
16. Трансформация бактерий методом теплового шока

Первые дни программы отводились на лекционные и семинарские занятия по изучению различных разделов генетики и общей биологии, а также по освоению подходов к решению олимпиадных заданий по генетике из олимпиад перечня РСОШ, Всероссийской и Международной олимпиад школьников по биологии, образовательные выезды в сопровождении преподавателей программы в парк Южные культуры, Адлерскую станцию ВИР. В следующие дни школьники в малых группах выполняли проектные мини-исследовательские задачи по одной из следующих тематик:

• биоинформатика и эволюционная геномика,
• детекция наиболее часто встречаемых мутаций, приводящих к моногенным заболеваниям (фенилкетонурия, муковисцидоз, галактоземии и прочие),
• генетика растений и агробиотехнологии,
• получение панели флуоресцентных белков методом мутагенеза с последующей экспрессией этих белков в бактериях.

В конце программы прошло итоговое тестирование, позволяющее оценить качество усвоения материала программы школьниками, а также защита проектных работ.

Тематика теоретических блоков и практических задач

Введение к теоретическому блоку
Биология животной и растительной клетки.
Биологическое разнообразие и генетические ресурсы - основа для работы генетики.
Решение сложных олимпиадных задач по классической генетике, в том числе по темам, которых не было в модулях учебно-отборочного курса и курса предобучения (взаимодействие неаллельных генов, полигибридные скрещивания, сцепленное наследование и кроссинговер). Популяционная генетика: решение задач на закон Харди-Вайнберга и более сложные модели динамики популяций, учитывающие действие отбора.
Углублённое изучение основных молекулярно-биологических процессов (репликация, транскрипция, созревание РНК, трансляция).
Генетика и ее связи с другими естественнонаучными и гуманитарными разделами знаний.

Теоретический блок, в том числе материалы, необходимые для последующего выполнения практических задач
1. Геном человека и геномы других организмов: основные цели задачи и методы достижения.
2. Постгеномная эра. Роль генетики в функциональной аннотации генов. Функциональная геномика. Что это такое?
3. Трансгенные растения и животные как инструмент для понимания функционирования организма и его систем.
4. Современная медицинская генетика и роль «генома человека» в ней.
5. Коррекция генетических заболеваний. Что технически возможно и что допустимо. Морально этические проблемы и риски. Генетика соматических клеток в лечении рака и наследственных заболеваний.
6. Арсенал инструментов: аденоассоциированные вирусы, ASO, RNAi.
7. Методы генной инженерии растений.

Практическая задача «Генетика растений и агробиотехнологии»
Основные методы молекулярной генетики и методы биотехнологии растений. in silico анализ последовательностей генов-мишеней, дизайн праймеров, выделение ДНК из растительной ткани, постановка ПЦР, детекция продуктов ПЦР с помощью гель-электрофореза и секвенирование.
Базовые этапы клонального микроразмножения растений в условиях in vitro, учет эксплантов, введенных в стерильные условия и определение эффективности стерилизующих веществ.

Практическая задача «Детекция наиболее часто встречаемых мутаций, приводящих к моногенным заболеваниям (фенилкетонурия, муковисцидоз, галактоземии и прочие)»
Полимеразная цепная реакция. Молекулярный фингерпринтинг. Анализ однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), аллель-специфические болезни. Аналитическая рестрикция, анализ ее продуктов методом гель-электрофореза.

Практическая задача «Биоинформатика и эволюционная геномика»
Общие навыки использования баз данных (PubMed, GenBank, UniProt и др.). Биоинформатический анализ последовательностей нуклеиновых кислот: поиск кодирующих областей и регуляторных элементов и их аннотация.
Биоинформатический анализ белковых последовательностей: поиск гомологии, различные способы выравнивая, предсказание трёхмерной структуры.
Современные методы кладистики и филогенетики.

Практическая задача «Получение панели флуоресцентных белков методом мутагенеза с последующей экспрессией этих белков в бактериях»
Технологии рекомбинантных ДНК, рекомбинантные белки, полимеразная цепная реакция, дизайн генно-инженерных конструкций, методы молекулярного клонирования (рестрикция-лигирование и прочие).
Дизайн последовательностей с помощью точечного мутагенеза. Трансформация, экспрессия панели полученных разноцветных флуоресцентных белков в прокариотах. Визуализация флуоресцентного сигнала.

Результаты заключительного отборочного тура (после апелляции)
Регламент апелляции
Результаты заключительного отборочного тура (до апелляции)
Заключительный тур: Регламент. Задания. Решения
Список участников заключительного отборочного тура
Решения заданий дистанционного тура

К участию в конкурсном отборе на образовательную программу приглашаются школьники 9-11 классов (на сентябрь 2022 года).

Отбор осуществляется в два этапа. Первый этап — дистанционный учебно-отборочный курс на платформе Сириус.Курсы. Второй этап — заключительный очный отборочный тур (проводится в регионах).

На заключительный этап отбора, без прохождения дистанционного учебно-отборочного курса, приглашаются победители и призеры Московской олимпиады школьников по генетике 2021/2022 уч.г. и олимпиады «Ломоносов» по генетике.

С 1 сентября по 1 октября 2022 года для зарегистрировавшихся школьников будет организован дистанционный учебно-отборочный курс. Информация о курсе размещается в личном кабинете участника.

В рамках дистанционного учебно-отборочного курса оценивается успешность освоения учебного материала, а также результат, показанный на дистанционном тестировании (1 октября), проводящемся в рамках курса.

По итогам обучения в дистанционном учебно-отборочном курсе и дистанционного тестирования будут определены участники заключительного очного отборочного тура, который пройдет 15 октября.

Предварительные результаты заключительного тура будут опубликованы не позднее 25 октября.

Список участников образовательной программы будет опубликован не позднее 28 октября.

Школьники, принявшие участие в декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям 2022 года, не смогут участвовать в майской образовательной программе по генетике 2023 года.

Школьники, принявшие участие в декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям 2021 года, обучавшиеся на тот период в 10 классе, не могут принять участие в декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям 2022 года.

Информационный плакат для доски объявлений

Положение о Декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям
Образовательного центра «Сириус»

1. Общие положения
Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения Декабрьской образовательной программы по генетическим технологиям Образовательного центра «Сириус» (далее — образовательная программа), её методическое и финансовое обеспечение.

1.1. Образовательная программа проводится в Образовательном центре «Сириус» (Образовательный Фонд «Талант и успех») с 1 по 24 декабря 2022 года.

1.2. Для участия в образовательной программе приглашаются школьники 9-11 классов (на сентябрь 2022 года) из образовательных организаций всех субъектов Российской Федерации. 

Общее количество участников образовательной программы: не более 100 человек (9 класс — до 20 человек).

1.3. К участию в образовательной программе допускаются школьники, являющиеся гражданами Российской Федерации и стран СНГ.

1.4. Персональный состав участников образовательной программы утверждается Экспертным советом Образовательного Фонда «Талант и успех» по направлению «Наука».

1.5. Научно-методическое и кадровое сопровождение профильной образовательной программы осуществляют Биологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Центр педагогического мастерства г. Москвы, ФГБНУ Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (г. Санкт-Петербург), ФГБНУ Институт биологии гена (г. Москва), компания-резидент Сириуса «Марлин-Биотех», НТУ «Сириус».

1.6. В связи с целостностью и содержательной логикой образовательной программы, интенсивным режимом занятий и объемом академической нагрузки, рассчитанной на весь период пребывания обучающихся в Образовательном центре «Сириус», не допускается участие школьников в отдельных мероприятиях или части образовательной программы: исключены заезды и выезды школьников вне сроков, установленных Экспертным советом Фонда по направлению «Наука».

1.7. В случае обнаружения недостоверных сведений в заявке на образовательную программу (в т.ч. класса обучения) участник может быть исключен из конкурсного отбора.

1.8. В случае нарушений правил пребывания в Образовательном центре «Сириус» или требований настоящего Положения решением Координационного совета участник образовательной программы может быть отчислен с образовательной программы.
1.8.1. Школьник может быть отчислен с программы в случае если им не усваиваются материалы образовательной программы, независимо от результатов отбора.

1.9. В целях создания более широких возможностей посещения Образовательного центра «Сириус» допускается участие школьников в течение учебного года (с июля 2022 г. по июнь 2023 г.) не более чем в двух образовательных программах по направлению «Наука» (по любым профилям, включая проектные образовательные программы).

2. Цели и задачи образовательной программы
2.1. Образовательная программа ориентирована на выявление одаренных школьников, интересующихся генетикой, знакомство с практическим и исследовательским применением современных генетических технологий, а также повышение образовательного уровня школьников в области генетики, математики и смежных дисциплин.

2.2. Задачи образовательной программы:
– знакомство школьников с актуальным положением в областях молекулярной и медицинской генетики и агробиотехнологии;
– формирование у школьников исследовательского типа мышления, развитие способностей самостоятельно выдвигать гипотезы, осуществлять дизайн и выполнение экспериментов для доказательства и опровержения выдвинутых гипотез;
– развитие умений и навыков решения задач по генетике и биоинформатике;
– подготовка учащихся к олимпиадам из перечня РСОШ по генетике и биологии, а также к различным этапам Всероссийской и Международной олимпиады по биологии;
– выявление и поддержка обучающихся, склонных к научно-исследовательской и проектной деятельности;
– развитие у школьников навыков критического мышления и формирование у них представлений о возможностях современных генетических технологий;
– популяризация генетики, биологии и математики.

3. Порядок отбора участников образовательной программы
3.1. Отбор участников осуществляется Координационным советом, формируемым Руководителем Образовательного Фонда «Талант и успех», на основании требований, изложенных в настоящем Положении, а также в Порядке отбора школьников на профильные образовательные программы Фонда по направлению «Наука».

3.2. Для участия в конкурсном отборе необходимо пройти регистрацию на официальном сайте Образовательного центра «Сириус».

Регистрация будет открыта до 11 сентября 2022 года.
Не зарегистрировавшиеся школьники к участию в образовательной программе не допускаются.

3.3. Отбор участников осуществляется в два этапа. Первый этап — дистанционный учебно-отборочный курс на платформе Сириус.Курсы. Второй этап — заключительный очный отборочный тур (проводится в регионах).

На заключительный этап отбора, без прохождения дистанционного учебно-отборочного курса, приглашаются победители и призеры Московской олимпиады школьников по генетике 2021/2022 уч.г. и олимпиады «Ломоносов» по генетике.

3.3.1. С 1 сентября по 1 октября 2022 года для зарегистрировавшихся школьников будет организован дистанционный учебно-отборочный курс. Информация о курсе размещается в личном кабинете участника.

3.3.2. В рамках дистанционного учебно-отборочного курса оценивается успешность освоения учебного материала, а также результат, показанный на дистанционном тестировании, проводящемся в рамках курса. Дистанционное тестирование состоится 1 октября 2022 года.

3.3.3. По итогам обучения в дистанционном учебно-отборочном курсе и дистанционного тестирования будут определены участники заключительного очного отборочного тура, который пройдет на площадках в субъектах Российской Федерации 15 октября 2022 года.

3.3.4. Список школьников, допущенных к участию в заключительном очном отборочном туре, будет опубликован на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 5 октября 2022 года.

3.3.5. Регламент проведения заключительного очного отборочного тура, места и время проведения будут опубликованы на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 10 октября 2022 года.

Предварительные результаты заключительного тура будут опубликованы не позднее 25 октября.

3.3.6. Рейтинговый список кандидатов на участие в образовательной программе упорядочивается в порядке убывания баллов заключительного отборочного тура (отдельно по 9 классу и 10-11 классам).

3.4. В образовательной программе могут принять участие не более 30 школьников от одного субъекта Российской Федерации. В случае прохождения более 30 школьников от одного региона через первичный проходной балл для данного региона Координационный совет программы принимает вторичный проходной балл, допускающий прохождение не более 30 школьников.

3.5. Учащиеся, отказавшиеся от участия в образовательной программе, могут быть заменены на следующих за ними по рейтингу школьников (по итогам заключительного очного отборочного тура). Решение о замене участников принимается Координационным советом программы. Внесение изменений в список участников программы происходит до 17 ноября 2022 года.

3.6. Школьники, принявшие участие в декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям 2022 года, не смогут участвовать в майской образовательной программе по генетике 2023 года.

3.7. Школьники, принявшие участие в декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям 2021 года, обучавшиеся на тот период в 10 классе, не могут принять участие в декабрьской образовательной программе по генетическим технологиям 2022 года.

3.8. Список участников образовательной программы будет опубликован на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 28 октября 2022 года.

4. Аннотация образовательной программы
Образовательная программа включает в себя лекционные, семинарские и практические занятия по классической, популяционной, молекулярной и медицинской генетике, агробиотехнологиям и биоинформатике, лекции ведущих российских специалистов в области генетики, тематические экскурсии, общеобразовательные, культурно-досуговые и спортивно-оздоровительные мероприятия.

5. Финансирование образовательной программы
Оплата проезда, пребывания и питания участников Образовательной программы осуществляется за счет средств Образовательного фонда «Талант и успех».