Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta, ponúka doktorandské štúdium v odbore molekulárna biológia, ktoré pripravuje absolventov na špičkovú vedeckú a výskumnú prácu. Študijný program je orientovaný na získanie pokročilých znalostí a praktických zručností v moderných oblastiach biológie.
Profil absolventa a ciele vzdelávania
Absolvent doktorandského programu molekulárna biológia má široké spektrum poznatkov o základných biologických procesoch v bunkách a organizmoch. Svoje vedomosti dokáže využiť pri formulácii a riešení vedeckých problémov. Má teoretické a praktické vedomosti zo základných aj pokročilých metód výskumu molekulárnej biológie a v primeranej miere aj ostatných príbuzných odborov ako napr. z biotechnológie, mikrobiológie, genetiky, biochémie, imunológie, ale aj bioinformatického spracovania dát.
Riešenie úloh v rámci dizertačnej práce poskytne doktorandovi praktické zručnosti v celom spektre moderných molekulárno-biologických metód. Spracovanie dizertačnej práce umožní absolventovi stať sa expertom v konkrétnej vedeckej oblasti, zároveň v rámci štúdia získa všeobecný prehľad v študovanom odbore, ktorý môže využiť aj v iných oblastiach výskumu.
Počas štúdia absolvent zdokonaľuje svoju schopnosť odbornej komunikácie a prezentácie vlastných vedeckých výsledkov na domácich a zahraničných vedeckých konferenciách a aj publikovaním vo vedeckých časopisoch registrovaných v databázach Current Contents Connect, Web of Knowledge a Scopus a patentových prihláškach. Súčasťou štúdia môže byť aj absolvovanie pobytu na zahraničnom pracovisku, ktorý mu poskytne skúsenosti s novými metódami a iným spôsobom riešenia problémov.
Počas celého štúdia sa doktorand podieľa na pedagogickom procese v rámci katedry, predovšetkým vedením cvičení v bakalárskom stupni štúdia, školením a oponovaním bakalárskych prác a tiež spolupracuje so študentmi magisterského štúdia pri riešení ich diplomových prác. Tieto činnosti poskytujú absolventom skúsenosti pri práci vo vedeckom kolektíve. Zároveň sa absolvent zúčastňuje na príprave podujatí v rámci katedry, ktoré poskytujú príležitosť na zdokonaľovanie jeho organizačných schopností.
Ovláda experimentálne techniky molekulárnej biológie, vie ich experimentálne realizovať a následne vyhodnotiť. Vo svojej práci je spôsobilý aplikovať moderné vedecké postupy a prejavuje dostatočnú mieru syntetického myslenia. Absolvent ovláda zásady vedeckej práce, je schopný experimentálne pracovať vo väčšine výskumných a vývojových kolektívov riešiacich výskum v oblasti biologických, biomedicínskych vied.
Pozná aj základy legislatívnych procesov, ktoré sú spojené s citlivými oblasťami ľudského života ako ochrana zdravia ľudstva, zabezpečenia bezpečných potravín a zabezpečenia životného prostredia so stabilnou biologickou rozmanitosťou so zreteľom na trvalo udržateľný rozvoj pri využívaní prírodných zdrojov. V oblasti ochrany zdravia je to legislatíva spojená s registráciou aktívnych farmaceutických ingrediencií a liečiv. V oblasti bezpečnosti potravín a ochrany životného prostredia absolventi chápu význam regulácie používania geneticky modifikovaných organizmov v oblasti poľnohospodárstva a potravinárstva.
Absolvent vie svoje výsledky jasne interpretovať a transformovať ich do publikácií akceptovateľných žurnálmi z databázy Current Contents Connect, WoS/Clarivate, Scopus, ako aj patentových prihlášok.
Štruktúra a obsah štúdia
V prvom roku magisterského štúdia je ťažiskom štúdia odstránenie rozdielov, ktoré môžu poslucháči mať vzhľadom na stále častejšiu skutočnosť nástupu z rôznych programov biologicky zameraného bakalárskeho štúdia (aj rôznych škôl). Následne na základe existujúcich poznatkov dosiahnuť pokročilejšie vedomosti rozvíjať praktické laboratórne zručnosti a skúsenosti.
Jednotlivé predmety a ich rozsah sú volené tak, aby tvorili kompromis medzi dostatočne širokým budovaním teoretických vedomostí molekulárnej biológie a praktickými skúsenosťami a návykmi experimentálnych metód. Pre rozšírenie vedomostí z molekulárnej biológie sú v magisterskom štúdiu nosné predmety „Pokroky molekulárnej biológie 1“, „Pokroky molekulárnej biológie 2“. V týchto študent získa reálnejší obraz o najnovších výskumných projektoch a študovaných oblastiach v molekulárnej biológii na Slovensku a vo svete.
Prednášky sú stavané ako riešenie problému - projektu, čo študenta vedie nie k učeniu sa faktov, ale hľadaniu metodických prístupov ako odhaliť molekulárnu podstatu problému v najrôznejších oblastiach biologického výskumu. Cieľom predmetu Molekulárna genetika človeka je podať ucelený prehľad poznatkov a metodických prístupov jednotlivých oblastí genomiky a genomiky človeka s dôrazom na najzaujímavejšie výsledky a súčasné trendy v tejto oblasti. Zároveň je cieľom prednášok upriamiť pozornosť študentov na aktuálne výzvy a problémy genomiky človeka, z ktorých vybrané slúžia ako zadanie pre vypracovanie odborných esejí.
Predmet „Molekulárna imunológia“ podáva komplexný pohľad na molekulárne mechanizmy predovšetkým adaptívnej imunity. Dôraz je kladený na pochopenie molekulárnych mechanizmov rozpoznania patogénnych agens imunitným systémom a efektorových mechanizmov zabezpečujúcich obnovu a trvalé udržanie homeostázy organizmu, imunologickú pamäť.
Predmet „Regulácia a expresia génov v eukaryotických bunkách“ poskytuje vysoko špecializované informácie špičkových odborníkov s praktickými skúsenosťami európskeho výskumu v biomedicíne. Pre získanie vyššej špecializácie má študent možnosť voľby povinne voliteľných predmetov ako „Genomika človeka“, „Výpočtová genomika“ a „Molekulárna biológia patogénnych baktérií“ resp. voliteľné predmety. Podpornú úlohu pre získanie lepšieho poznania molekulárno-biologického výskumu v SR slúžia predmety „Vybrané kapitoly z molekulárnej biológie“ a „Vybrané metódy z molekulárnej biológie“.
Primeraný dôraz je položený aj na získanie vedomostí o nových hlavne inštrumentálne orientovaných metódach v molekulárnej biológii, čo je úlohou predmetov „Vysokoparalelné sekvenovanie a analýza dát“ a „Pokročilé metódy analýzy DNA pri identifikácii a typizácii organizmov“. Pre rozšírenie praktických experimentálnych zručností je zvýšená pozornosť venovaná aj praktickým cvičeniám v predmetoch „Cvičenie z metód molekulárnej biológie“, „Pokročilé cvičenie z biotechnológie“ a hlavne „Diplomová práca 1, 2, 3 a 4“.
Laboratóriá a výskumné zameranie
Katedra molekulárnej biológie zabezpečuje výučbu v bakalárskom, magisterskom a doktorandskom stupni štúdia. V bakalárskom stupni študijného programu Biológia zabezpečuje výučbu základných predmetov z oblasti Molekulárnej biológie a Biotechnológií.
Pracovné skupiny Katedry molekulárnej biológie sa venujú viacerým projektom z rôznych oblastí molekulárnej biológie mikroorganizmov a človeka, na ktorých sa výraznou mierou podieľajú práve študenti magisterského stupňa svojimi diplomovými prácami. Katedra má však aj vskutku dobré, dlhoročné vzťahy s mnohými pracovnými skupinami iných pracovísk najmä viacerých ústavov Slovenskej akadémie vied (ÚMB, VÚ, ÚMFG, ÚEO...), na ktorých každoročne vypracujú a následne úspešne obhájja svoju prácu mnohí študenti katedry.
Vedecká činnosť pracovníkov obidvoch hlavných skupín katedry je podporená existenciou špecializovaných Laboratórií Genomiky a Bioinformatiky a Laboratória Fermentácií a Génovej expresie vybavených viacerými unikátnymi prístrojmi a zariadeniami určenými pre pokročilé metódy v oblasti analýzy DNA a biotechnológií.
Skupina Prof. Turňu, ktorá sa zaoberá molekulárnou biológiou prokaryotov, je zameraná na štúdium regulácie expresie génov, identifikáciu mikroorganizmov pomocou DNA typizačných metód, prípravu nových klonovacích systémov, rekombinantných proteínov a biologicky aktívnych látok s ich využitím v oblasti farmaceutických a potravinárskych biotechnológií.
Laboratórium genetiky človeka, v spolupráci s Laboratóriom genetiky Molekulárno-medicínského centra SAV, rieši s využitím najmodernejších metód analýzy DNA spoločné výskumné projekty zamerané na viaceré oblasti genetiky človeka. V deväťdesiatych rokoch bolo toto pracovisko prvým v rámci republiky, na ktorom boli zavedené a využívané metódy identifikácie osôb pomocou DNA analýzy pre kriminalistické účely, vďaka ktorým bol v tom čase na základe DNA usvedčený prvý vrah a neskôr odhalený aj bratislavský masový vrah. V súčasnosti sa laboratórium zameriava najmä na štúdium molekulárnych mechanizmov patogenézy viacerých monogénne podmienených (cystická fibróza, hemofília, fenylketonúria, alkaptonúria, Huntingtonova chorea, strata zraku a sluchu, svalové dystrofie a mnohé iné...) ako aj komplexných (parkinsonizmus, epilepsia, mentálne retardácie...) ochorení s cieľom identifikácie kľúčových génov a mutácií zohrávajúcich úlohu v etiológii týchto ochorení.
Laboratórium fermentácií a purifikácie proteínov nadväzuje na priekopnícky výskum v oblasti využívania techník rekombinantných DNA na Prírodovedeckej fakulte. Vychádza tiež aj zo súčasných poznatkov a postupov v genomike, proteomike a bioinformatike, ktoré sú súčasťou modernej biotechnológie. Témy výskumu sú zamerané na prípravu nových klonovacích systémov, produkciu rekombinantných proteínov s terapeutickým potenciálom, biologicky aktívnych látok, ktoré majú potenciálne využitie v oblasti farmaceutických a potravinárskych biotechnológií. Jedným z potenciálne efektívnych expresných eukaryotických systémov sa javí vývoj nového expresného hostiteľa na báze Candida utilis (bezproteázový sekretómu, krátky životný cyklus, možnosti „single cell protein“ produkcie a pod.). Pre produkciu toxických proteínov sa vyvíjajú systémy na báze E. coli, u ktorých by bola možná regulácia transkripcie a translácie na dvoch až troch úrovniach.
Uplatnenie absolventov
Absolventi doktorandského stupňa študijného odboru molekulárna biológia Prírodovedeckej fakulty UK majú predpoklady pre úspešné uplatnenie v pracovnom kolektíve v širokom spektre vedeckých, výskumných a výrobných inštitúcií zameraných na základný a aplikovaný výskum, ktorý molekulárnu biológiu využíva ako hlavný predmet výskumu alebo len ako nástroj pre výskum v ostatných oblastiach.
Na základe doterajšej praxe viac ako jedna štvrtina pokračuje v doktorandskom štúdiu nielen vo vednom odbore molekulárna biológia ale aj príbuzných odboroch. Okrem uplatnenia v biologickom a biomedicínskom základnom a aplikovanom výskume majú absolventi možnosť uplatnenia v biotechnologickom priemysle. Absolventi môžu zastavať funkciu výskumníkov v riešiteľských kolektívoch a po získaní praxe aj vedúcich menších kolektívov.
Sú schopní spolupodieľať sa pri navrhovaní a spracovať žiadosti o vedecké projekty a granty, kriticky analyzovať dosiahnuté výsledky iných pri vypracúvaní posudkov a hodnotení v oblasti základného ale aj aplikovaného výskumu.
Absolventi sa uplatňujú aj na pracoviskách rezortov zdravotníctva (biochemické a genetické laboratóriá, špecializované pediatrické oddelenia, súdnolekárske oddelenia), súkromných subjektoch poskytujúcich analýzu založenú na DNA diagnostike, životného prostredia (posudzovanie rizík pri práci s GMO, posudzovanie a hľadanie riešení znečistenia životného prostredia) a potravinárskeho a poľnohospodárskeho priemyslu (posudzovanie bezpečnosti potravín a vplyvu pestovania GMO plodín mimo laboratórií, ale aj v uzavretom priestore).
Z profilu absolventa vyplýva, že absolventi, vychádzajúc z ich schopností synteticky a komplexne myslieť, môžu zastávať funkcie v poradných orgánoch, ktoré udávajú, respektíve ovplyvňujú smerovanie a stratégiu vývoja biotechnologických spoločností.
Príklady zahraničných zamestnávateľov zahŕňajú:
- Evonik Degussa Brasil, Ldta, Ponta Grossa, Paraná, Brazília
- Medical University of Vienna, Rakúsko
- University of Vienna, Vienna, Rakúsko
- NIH/NIAID Bethesda, Maryland, USA
- Health Protection Agency, Env. Health Protection Dept., Bergen, Nórsko
- Systems Neuroscience, University of California, Riverside, USA
- Inst. Mol Gen, Czech Academy of Sciences, Praha, Česko
Absolventi doktorandského štúdia s orientáciou na experimentálnu rastlinnú biológiu sú spôsobilí vykonávať profesiu experta v experimentálnej biológii rastlín ako aj profesiu vysokoškolského pedagóga. Ovládajú vedecké metódy výskumu v oblasti experimentálnej biológie rastlín, signálnych dráh fyziologických procesov, explantátových kultúr, sledovania transportu látok v rastlinách a ich premeny, rastu a diferenciácie rastlinných buniek, metabolizmu rastliny a jej správanie sa v podmienkach biotického a abiotického stresu.
Štruktúru a funkcie rastlinného organizmu študujú na rôznych úrovniach jeho štruktúrnej organizácie od subcelulárnej (molekulárnej) úrovne až po úroveň organizmu, pričom sa zameriavajú nielen na molekulárnu podstatu jednotlivých dejov, ale najmä na vzájomné vzťahy a mechanizmy zúčastňujúce sa na realizácii odpovede rastliny na úrovni celého organizmu. Ovládajú biochemické, analytické metódy, metódy svetelnej, fluorescenčnej a elektrónovej mikroskopie, ktoré kombinujú s metódami molekulovej biológie, biochémie a genetiky.
Výsledky ich tvorivej experimentálnej práce prispievajú nielen k rozvoju vedy a vedeckého poznania, ale sa dajú využívať v aplikovanom výskume, zvlášť v poľnohospodárstve, lesníctve, záhradníctve a v ochrane životného prostredia. Využitím v šľachtiteľstve a genetickom inžinierstve sa mnohé z výsledkov môžu stať zdrojom pre tvorbu nových kultivarov nielen výkonnejších, ale najmä vhodnejších do prostredia zaťaženého negatívnymi dôsledkami ľudskej činnosti, či meniacich sa podmienok prostredia.
Získanie vzdelania umožní študentovi zapojiť sa do riešenia vedeckých problémov v danej oblasti na všetkých úrovniach od jednotlivých molekulárno-biologických a metabolických procesov až po životné prejavy celej rastliny. Všetky získané teoretické vedomosti a praktické zručnosti v práci s experimentálnym materiálom, ktoré nadobudne počas vypracovania dizertačnej práce môže využiť v akomkoľvek type experimentálnej práce v oblasti experimentálnej biológie rastlín.
Súčasne získava praktické skúsenosti so spracovaním, interpretáciou a vhodným porovnaním získaných experimentálnych výsledkov s poznatkami publikovanými vo významných vedeckých periodikách. Prezentovaním svojich experimentálnych výsledkov na domácich a medzinárodných vedeckých podujatiach nadobúda profesionálnu erudíciu vo vystupovaní a vedeckom prejave. Súčasne je spôsobilý písomnou formou prezentovať svoje výsledky vo svetových vedeckých periodikách.
Absolventi študijného programu nachádzajú uplatnenie na všetkých univerzitách, na ktorých sa vyučuje biológia, ekológia, evolučná biológia alebo antropológia. Vďaka oboznámeniu sa so širokým spektrom poskytovaných vedomostí nachádza absolvent uplatnenie na pracoviskách rezortu zdravotníctva (skríningové laboratóriá genetických ochorení, centrá reprodukčnej medicíny a pod.), kultúry, športu, ako aj v inštitúciách využívajúcich poznatky o vzťahu človeka a pracovného prostredia (priemyselný dizajn, pracovné lekárstvo, architektúra a technika), v štátnych inštitúciách zaoberajúcich sa ochranou prírody a životného prostredia (Štátna ochrana prírody SR, Slovenská inšpekcia životného prostredia, Slovenská agentúra životného prostredia, príslušné ministerstvá a úrady), ústavoch rezortu životného prostredia a pôdohospodárstva (napr. Výskumný ústav vodného hospodárstva, SHMÚ), súkromných firmách realizujúcich biologické a ekologické prieskumy, hodnotenia vplyvov na životné prostredie alebo v špeciálnom výskume rezortu Ministerstva vnútra SR. Absolventi zameraní na ekológiu a evolučnú biológiu nájdu uplatnenie aj v mimovládnych, najmä ochranárskych organizáciách doma aj v zahraničí.
Absolventi doktorandského štúdia so zameraním na experimentálnu biológiu rastlín si nájdu uplatnenie ako vysokoškolskí pedagógovia alebo výskumníci na prírodovedne zameraných vysokých školách, iných edukačných a výskumných inštitúciách, vrátane ústavov akadémií vied. Zameranie absolventom umožňuje zamestnať sa ako kontrolóri a odborní pracovníci aj v štátnych, rezortných výskumných, skúšobných a kontrolných ústavoch, ako aj na Ministerstve životného prostredia a okresných úradoch životného prostredia. V súkromnom sektore sa môžu uplatniť ako výskumní, vývojoví a odborní pracovníci vo farmaceutickom a chemickom priemysle, v poľnohospodárstve, šľachtiteľstve a v biotechnologických súkromných spoločnostiach - napr. produkujúcich biopalivá a biologicky aktívne látky, dekontaminujúcich škodlivinami zasiahnuté územia, spracovávajúcich bioodpad, centrách asistovanej reprodukcie (posledné vzhľadom na znalosti z mikroskopií a softvérovej analýzy digitálneho obrazu).
Absolventi sú v súčasnosti žiadaní hlavne na pracoviskách rezortu zdravotníctva, životného prostredia, hospodárstva, v rezorte kultúry (múzeá) a školstva (vysoké, stredné i základné školy), či akademickej sféry (verejné a súkromné výskumné a vývojové pracoviská), vo firmách realizujúcich biotechnologickú produkciu, biologické a ekologické prieskumy, hodnotenia vplyvov na životné prostredie, vylepšujúcich poľnohospodársku produkciu, využívajúcich environmentálne prijateľné a udržateľné spôsoby produkcie energie, potravín, substrátov a iných látok, prípadne dekontaminujúcich životné prostredie od škodlivín prírodného a antropogénneho pôvodu.
tags: #phd #univerzita #komenskeho #molekularna #biologia
