СЕКЦИЯ 4 СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ И МЕТОДЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ГЕНЕТИКИ СПЕЦПРАКТИКУМ ПО ЦИТОМЕТРИИ НА КАФЕДРЕ ГЕНЕТИКИ БГУ С.В. Глушен Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь sglush@mail.ru Цитометрия представляет собой аналитический подход в цитологии, основанный на компьютерных технологиях получения и обработки цифровых изображений клеток и субклеточных структур. Аппаратное обеспечение цитометрии включает в себя световой микроскоп, телекамеру и компьютер. Программное обеспечение для цитометрии представлено коммерческими и свободно распространяемыми продуктами, основанными на алгоритмах обработки цифровых изображений. Этот подход, получающий в современной цитологии все большее распространение, призван повысить эффективность научных и прикладных исследований путем создания новых возможностей получения и анализа информации о структурно-функциональных особенностях клеток в норме, эксперименте и при патологии. В связи с его перспективностью на кафедре генетики БГУ с 1998 г. для студентов 4-го курса введен спецпрактикум по цитометрии в объеме 30 часов. При проведении занятий по цитометрии используются препараты тканей печени и легкого в норме и при патологии, доброкачественных и злокачественных опухолей щитовидной железы, культивируемых клеточных культур, Цифровые фотографии препаратов студенты получают с помощью микроскопа Eclipse E50i (Nikon), оборудованного телекамерой DS-5Mc и компьютером, подключенным к локальной сети биологического факультета (рис. 1). Цифровые фотографии клеток и тканей Рис. 1. Цитометрический комплекс на обрабатываются студентами в компьютерном классе при базе микроскопа Eclipse E50i (Nikon). помощи свободно распространяемой программы Scion Image, решая типовые задачи цитометрии: • Настройка освещения микроскопа • Определение номинальной и реальной разрешающей способности объектива • Калибровка микроскопа по полю и глубине • Получение цифровых фотографий клеток высокого качества • Цитологическое исследование опухолевых клеток • Измерение морфометрических, денситометрических и текстурных параметров клеток Рис. 2. Морфометрия клеточных ядер • Индикация основных типов клеточной гибели – аденомы щитовидной железы. некроза и апоптоза В качестве примера решения типовой задачи цитометрии опухолевых клеток на рис. 2 показан получаемый программой Scion Image результат измерения размеров и формы клеточных ядер аденомы щитовидной железы. 343 Программа Scion Image позволяет также измерять денситометрические параметры, что используется в типовой задаче измерения содержания ДНК в клетке для определения ее плоидности (рис. 3). Одной из распространенных задач цитометрии является также классификации опухолевых клеток (рис. 4). Рис. 3. Измерение культуры К562. содержания ДНК в клетках Рис. 4. Панель клеток папиллярного рака щитовидной железы. Важной задачей для клеточной биологии является также индикация двух основных форм клеточной гибели – некроза и апоптоза. Гибель клетки некрозом рассматривается как результат воздействия внешних неспецифических факторов, тогда как апоптоз гибель запускается как внешними, так и внутренними специфическими сигналами и контролируется генетически (рис. 5). В практикуме по цитометрии используются методические указания “Введение в микроскопию” (2007), в которых представлен разработанный автором вариант дифракционной теории микроскопа, а также основы Фурье-анализа цифровых фотографий клеток. Рис. 5. Индикация живых и погибших клеток культуры К562 смесью акридинового оранжевого и бромида этидия . НОВЫЙ ПОДХОД В ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ «ГЕНЕТИКА» Г.Г. Гончаренко, С.А. Зятьков, А.В. Крук, А.Н. Лысенко УО «Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины», Гомель, Беларусь ggoncharenko@gsu.by Генетика как интегрирующая наука пронизывает все биологические дисциплины и направления исследований. Это связано с тем, что генетика изучает два фундаментальных свойства организмов: наследственность и изменчивость на всех уровнях организации живого (молекулярном, клеточном, организменном и популяционном). В ходе изучения генетических закономерностей обычно используют опыты на довольно простых лабораторных объектах, таких как зеленый горошек (Pisum sativum L.), который еще Мендель 344