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完整且严格的科学训练:美国理科博士研究生的课程学习

已有 2964 次阅读 2023-1-31 13:59 |个人分类:博士培养|系统分类:海外观察

完整且严格的科学训练:美国理科博士研究生的课程学习

     

 美国的研究生教育(主要是博士研究生)正式产生,以1876年约霍普金斯大学的创立为标志,是美国博士生教育发展的一个里程碑。博士研究生将是未来科学研究的主要推进者和科学知识向公众的主要传播者, 其教育训练至关重要。

课程学习是美国博士生教育的一个十分显著的特点,主要是相对于欧洲的博士研究生培养而言。通过课程学习,博士生可以掌握较宽广、系统、深入的理论基础知识。同时.由于知识的更新速度加快,博士生只有参加新的课程学习,才能把握学科前沿动态,了解相关学科的新进展,进行创造性的科学研究。

博土研究生课程的立足点是发展学生的理解能力和批判地评估本专业领域的学术成果的能力,发展学生运用适当的原理和方法来认识、评价、解释和理解本专业领域最前沿知识、有争议问题的能力。

美国大学各研究生院根据各系和各学科情况规定博士生应修习的课程数量.通常为12-15门。课程一般包括两部分:一部分是主攻方面的专业课程 和一部分是相关领域的选修课程。在入学后制订博士生培养计划时,学生根据以前的学习情况和指导委员会的建议确定具体该修习哪些课程。如果是硕士毕业,可以根据硕士阶段免去相关课程的学习。

美国每所大学都有自己的一套课程体系。一般都按自己的方式加以编号,便于学生选择适当的课程。用英文名称表示,课程编号的二个字母表示课程所属专业。字母后三位数字中,中间的数字表示课程的难易程度。0、1表示基础课程;2到5通常表示需要—定基础的中级课程;6到9是关于专题的高级讨论班课程,通常要求学生有相当多的知识难备。

主要的授课形式是由多位教师讲授课程,少数是教师组织学生参与的研讨课,专题研究课程通常是一个学生和一个辅导教师进行讨论。一般在培养机构的教学网站中会对每门课的任课教师和授课基本内容及一些基本的要求作—些简单介绍,便于学生选挥合适的课程。

美国博士生教育很非常重视学生跨学科的学习.博士生培养计划中一般都明确要求学生要选修相关领域的课程或者规定辅修学科,从而拓宽学生的知识面,以利于达到具有坚实宽广的基础理论与系统深入的专门知识的培养目标。因此,博士研究生在满足自身需要的课程选择上拥有很大的灵活性。

1.旧金山加州大学神经生物学专业博士项目的课程学习

2022年7月至2023年1月,饶毅在《饶议科学》中有多篇推文,介绍了他在旧金山加州大学(University of California, San Francisco)(1985-1991年)攻读神经生物学博士学位(Neurobiology  program)的课程学习情况:

课程名称与修课性质(饶毅:《中国研究生课程仍需大幅度提高质量和深度:更待何时》《饶议科学》2022-11-27)

必修---细胞生物学,神经生物学原理,分子神经生物学,细胞神经生物学,发育神经生物学,系统神经生物学,感觉神经生物学

选修---遗传学、人类遗传学、分子生物学课程(一个学年、两个学期)

旁听----结构生物学、发育生物学 、病毒学   

注:除特别说明之外,均是一个学期的课程

 

  饶毅列出了这些课程的主要授课老师名单(饶毅:《学术传承》(饶议科学2023-01-18): 

(1)必修(主修)课程的授课老师

《细胞生物学》-----Marc Kirschner,Peter Walter,Henry Bourne,Judy White;

《分子神经生物学》---Zach Hall,Lily Jan;

《细胞神经生物学》---Roger Nicoll,Jim Hudspeth;

《系统神经生物学》----Mike Stryker,Mike Merznich;

《发育神经生物学》----Yuh Nung Jan,Louis Reichardt,Matt and Jenny LaVail;

《神经生物学原理》(未提供);

《感觉神经生物学》(未提供)。

(2)选修课程的授课老师:

《遗传学》----Ira Herkowitz(细菌和酵母遗传学),他是美国遗传学会理事长,研究过细菌和酵母,细菌和酵母的遗传学讲的栩栩如生,而且他上课提问、考试出题都非常好。《遗传学》的授课老师另一位是Tom Kornberg(果蝇的遗传学),他的父亲和哥哥都是诺奖得主,他自己从音乐转生物,研究很好;

《人类遗传学》----Charles Epstein(新的人类遗传学),他是美国人类遗传学会理事长,David Cox(经典的人类遗传学);

《分子生物学》----Keith Yamamoto,Christine Guthrie,Nancy Craig,Sandy Johnson,Rick Myers

(3)旁听课程的授课老师:

《病毒学》---Mike Bishop和Harold Varmus,Harold Varmus是1989年诺贝尔生理学或医学奖得主;

《结构生物学》----Robert Stroud,Bob Fletterick;

《发育生物学》(未提供)

由此可见,旧金山加州大学神经生物学博士项目,在入学前两年内完成核心神经生物学课程学习---全面学习神经科学基本知识和高级生物学科学讲座---有选择的学习最新神经生物学研究趋势与热点。

饶毅对所学的课程做了高度的评价(饶毅:《为什么用了九年才获得博士学位?》(饶议科学  2022-07-28)):

这些课程都相当深而系统。师资很强。讲课最好的是《遗传学》的授课老师Ira Herskowitz。除了第一年和第二年有必修课,第三年到第六年,饶毅一般也每个学期都去旁听一门课程,例如从头到尾旁听了结构生物学、病毒学等。神经生物学也是分成分子神经生物学、细胞神经生物学、发育神经生物学、感觉系统等五六门不同学科,它们每一门分别是一个学期的课程。

这些课程,没一门是多余,而是都有意义,对自己的成长有意义。我的GPA比较奇怪:第一年优于第二年。当时修课应该对饶毅比较困难:那届神经生物学那年只有四个学生,一位本科哈佛、一位本科普林斯顿、一位Reed 学院,都是美国人,就饶毅一个外国学生、本科还是离哈佛和普林斯顿等有点距离的江西医学院。因为美国考试打分是按统计分布给ABC,有些课就4人加外系几人,很容易预测应该是饶毅垫底,但第一年饶毅非常努力,总是超额读文献,结果主课都A(哈佛那位永远A+),GPA 4.0。第二年却因为生病反而只有3.0。毕业总的GPA是3.74。当然研究生成绩没人看,只是早期吓唬留学生需要为B+。

遗憾的是,凡尔赛的饶毅没有公布自己做博士研究生的成绩单,不知为什么?饶毅曾晒过出他在江西医学院的本科成绩单(部分)与上海医学院的研究生成绩单,这些成绩单都不太容易取得;旧金山加州大学博士研究生的成绩单,应该很容易取的,只需要给学校注册办公室,付几美金就可以获得,它就会给你寄来完整可靠的成绩单。

旧金山加州大学的学术报告系列,内容丰富、水平很高。尤其是生物化学和生物物理系的报告系列(周二下午4点)、神经生物学的报告系列(周四下午4点)、细胞生物学的报告系列(周一中午1点)。听六年学术报告基本就把全世界的最重要的生物医学研究前沿都了解了一遍,世界主要的科学家都听了一遍。判断诺奖很容易,基本从他们里面挑选。在修过课的基础上,加上学术报告,系统读专题文献和浏览一定范围的文献,对建立学术文化至关重要。

2. 霍普金斯大学医学院人类遗传学专业博士项目的课程学习

2010年-2017年,我儿子在美国约翰斯·霍普金斯大学医学院(he Johns Hopkins University School of Medicine)的遗传医学研究所(The McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine)攻读人类遗传学(Human Genetics)-遗传医学(Genetic medicine)专业博士学位,他的博士项目的培养方案简介如下(叶明 :《学会研究:享受科学生活》(东南大学出版社,2019年,49-51):

第一年主要是课程学习与实验室轮转。

必修课程主要有:遗传学:概念史,分子生物学和基因组学,遗传学基础,生物信息学,途径与调节、细胞的结构与功能,人类遗传学专题。

在修课的同时,至少要在2个实验室做轮转,通常是3-4个实验室轮转,每次轮转要花3个月时间。

还要参与每周1-2次的学术研讨会,从而获得较为宽阔的研究经验,同时也凝练学生自己的研究兴趣。

在每个年度结束时,第一年级和第二年级的学生汇报实验室轮转的研究工作,使学生有机会交流他们的工作经验,发展口头陈述技巧。

此外,每周四还要参加固定的学术研讨会,通常请一些著名科学家做最新研究成果的学术报告,还有就是各实验室研究小组汇报自己的研究进展,一周1-2次。

第一年结束之后,还有一个为期2周到“杰克逊实验室”(The Jackson Laboratory)的暑期实习活动。创建于1929年的杰克逊实验室是一所旨在通过小鼠遗传学研究为其它机构提供研究资源来提高人类生命质量的独立研究机构,位于缅因州的一个名叫“巴尔港”(Bar Harbor)的海滨城,是世界上最大的哺乳动物遗传学研究机构,同时也是公认的世界最大的实验动物供应商,向全世界的实验室输送250万只小鼠。1960 年, 马克库斯克(Victor Almon McKusick,1921.10.21---2008.7.22 )与多名遗传学家在杰克逊实验室共同创立了拥有极高声誉的医学遗传学和实验哺乳动物遗传学短期培训(夏令营), 一直持续至今, 从未间断。原本是针对当时大部分临床医生的遗传学知识非常欠缺的状况进行遗传学的相关培训。目前已被作为医学遗传学或人类遗传学专业博士项目的关键性计划, 该短期课程帮助培训了几千名博士研究生、内科医生、护士、遗传学顾问和其他健康教育方面的工作者。

第一年的财政支持是来自美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的全额奖学金,包括免学费、提供保险(医疗、牙医、社会保险)和生活津贴等,其中学费4.2万、保险费0.3万、生活津贴是2.7万美元(2009-2010学年)。

在第一年修课与轮转结束之后,通过双向选择,确定博士论文指导教师。开始在导师指导下,在分子遗传学、生化遗传学、免疫遗传学,群体遗传学,细胞遗传学,生物信息学等相关领域中从事某个问题的博士论文选题研究。特别有意义的是,人类遗传学专业的博士研究生可以在整个医学院范围内选择论文指导教师,任何专业的导师都可以,不限于在人类遗传学专业领域。我儿子的博士论文指导教师就是神经科学系的老师,在某种意义上优点转系转专业的味道,或者准确的说是共享两个学术单位与两个专业:学籍管理与培养计划,在遗传医学研究所的人类遗传学项目内,学位论文与课题研究在神经科学系的神经科学项目内。

第二年继续进行课程必修:病理学,疾病的分子机理,生物统计学Ⅰ,生物统计学Ⅱ,综合考试。

进入选定导师领导的实验室后,在博士论文指导教师的指导下,还要旁听若干门相关课程,同时进行博士论文选题。

还要参加文献讨论会(journal club),一个本着开拓学生思维,追踪科学前沿进展,培养学生勇于发言和善于讨论的活动。一切由同学生自己管理,讲述自己文章,结合工作学习如何去做文章。

在第二年末通过综合考试后,进行博士论文开题报告;开题通过后,即开展博士课题研究,成为博士后选人。有时,博士论文开题报告会可以拖延到三年级再举行。

第二年以后的财政支持,由导师承担。该专业对所有博士研究生提供财政支持,稳定地保证博士研究生在无经济压力地条件下完成学业与科研,或体面地从事科学研究,直至获得博士学位。

第三年及以后主要是开始博士论文研究(此处从略)。

在第三年,博士候选人正式开始博士论文研究。同时,还必需要做一门研究生课程的助教,以积累相关的教学经验。博士论文研究待以后再详细讨论。

博士论文至少由2位教授认定达到正式出版的水平,方可正式提交。之后,博士候选人参加论文答辩,答辩委员会由校内外专家组成,按照规定的程序审查论文与组织答辩。答辩通过后,取得博士学位。

从我儿子的(2010-2017年)成绩单,我们可以对实际课程学习的状况(详见附录1),窥视一二。首先,明确标注了人类遗传学-遗传医学博士项目博士研究生的姓名(叶梦尘)与学号(ID:04662),入学时间:8\19\2010;学位类别:哲学博士;学位申请日期:8\24\2017;学位授予日期:25\12\2017。然后是各年度的修课名称与实践安排,以及各科成绩的分数;最后是各学期的注册时间---反映实际学习与研究状态,博士论文题目,科学学术道德规范的学习。

教学质量与深度的不仅在于开什么课程,重要的在于用什么方式讲授以及是什么人来讲授?其中2009年10月刚得诺贝尔奖的格雷德在《细胞分子生物学课程》(2010年3季度)中,也只讲端粒与端粒酶两次课,不是进展介绍,也不是前沿说明,而是她在二十多年研究实验论证的思想发展与方法改进,才是真正的研究性学习!

更近一步,从一门具体课程的教学安排,大致可以帮助我们了解课程是如何开展。

作为遗传学学科思想史的入门课程《人类遗传学概念的演化》,即《基因概念的演化》(附录2),主要通过阅读经典文献与当代新的阐释,把握基因概念的形成与发展。研读那些由大科学家写的论著,不仅可以激发对科学的兴趣,更重要得是可以知道如何分辨科学的问题,以及如何解决问题。

在培养计划设计者看来,学生如何准备进入科学生涯,首先不是阅读生物学方面的专业书籍,而是要引导博士研究生看一些本学科历史方面的书籍,了解本学科在历史进程中如何取得的一系列重大成就。在熟读与精度经典文献之后,博士研究生方可了解本学科的大问题是如何得以解决。学习学科概念史(思想史)的目的就是希望了解,人类探索自然奥秘的艰辛足迹,我们今天所处的坐标方位,科学未来发展的趋势特征,并实现三者之间亲切而活跃的富有哲理性的对话,从而获得科学创新的智慧与启迪。

《基因概念的演化》追溯基因概念十分具有历史感,从达尔文开始一直到21世纪初。《基因概念的演化》课程梳理出基因概念的演化“线索”: 统计的基因,操作的基因,功能的基因 ,结构的基因,分子的基因,可变的基因。在每个专题中都以丰富的文献勾勒出基因概念是如何丰满与发展的。在科学史上,主要研究基因的遗传学的建立直接导致了分子生物学的诞生。遗传学理论和实验是分子生物学的基础,遗传学和分子生物学不仅导致了人类遗传学、基因组学、生物信息学等新学科,而且催生了现代生物技术,使医药现代化。

《基因概念的演化》授课老师4人(三位教授、一位助理教授)分别的11次的讲授,以及九位博士研究生(本专业当年收录的全部学生),有准备的26次课堂讲授。

由此可见,美国研究型大学的博士训练,远比英国、加拿大、法国、中国等更强调课程学习,不仅必需有一定数量的课程(必修与选修),而且每门课程都是由多人讲授,每位教授只讲自己最擅长领域的核心知识与最新进展,而且都是以经典文献与最新文献作为授课的主要线索。这是一种真正的研究性学习。通过学术研讨会与报告会的平台,扩大学生的学术视野与研究兴趣,广泛涉猎本专业及其相关领域,这种涉猎同时是较为深入的与新颖的。在这一过程中,训练口头表达能力与论文写作能力。通过实验室轮转,在某一定向的具体研究领域做文献阅读与实验操作的实际训练。在实验室轮转与导师选择等事项上,强调师生的双向选择,特别是学生的自主选择权利。学生通过课程学习、实验室轮转、学术报告会等多条直接与老师沟通的途径,接触科研前沿与趋势,了解导师水平与性格。听课、轮转、研讨、汇报、写作、实习等多个环节,构成一个相互支撑、有机协调的整体构架,为实施博士论文的选题、实验、写作、答辩等奠定优渥的基础。

3. 美国理科博士研究生的课程学习的显著特点

   以上资料,我们可以对美国理科博士研究生的课程学习有一个大致深入的了解,完整且严格的科学训练是如何实现的。这些课程学习有如下显著的特点。

(1) 顶级名校

在2022软科世界大学学术排名榜上,霍普金斯大学位列14,比上一年度上升2位;旧金山加州大学位列19,比上一年度上升1位。两所学校妥妥的世界前20名的顶级名校。 大学学术排名20强.jpeg

旧金山加州大学是加州大学系统中唯一的只专注于健康和生命科学的大学,是世界著名的生命科学及医学研究教学中心,位于美国加利福尼亚州旧金山。旧金山加州大学设有牙医学院、医学院、护理学院、药学院和研究生院。

被公认为在医疗、科研及教学方面处于世界领先地位的约翰斯·霍普金斯大学是是私立综合研究型大学,位于美国首都华盛顿附近。霍普金斯大学的医学院长期以来享有崇高的声誉。它的医学院和公共卫生学院不仅建立时间最悠久,而且在众多相关学科领域一直保持全美、甚至全世界的领先地位。

(2)王牌专业

旧金山加州大学的神经生物学专业(项目)是依据哈佛大学医学院神经生物学系的传统如法炮制继承下来、并发扬光大。1966年成立的哈佛大学医学院神经生物学系是世界上第一个神经生物学系,创系主任是匈牙利犹太人库夫勒(Steve Kuffler ,1913-1980),他是从普金斯大学医学院跳槽到哈佛大学医学院,并将实验室的博士研究生、博士后带到哈佛大学。哈佛大学医学院神经生物学系群星璀灿,大多数教授都有上教科书的发现,多位美国科学院院士,其中两位在系里成长的阶段做出获诺贝尔奖的工作;而且它有很好的培养博士研究生的传统,在系里做学术报告、文献讨论都出名的严格。

旧金山加州大学神经生物学专业, 因拥有众多的国际知名神经科学家, 其神经生物学博士的培养一直在美国享有盛誉。该专业的博士培养的理念是即把学生培养为有全面神经科学视野, 并有某一方面特长的可以独立工作的神经生物学家。该专业对博士生的要求是“专而全”和“可以独立工作”,要求具有强烈的内在驱动力和“专而全”的知识结构。“专而全” 是“可以独立工作”的能力上的准备;内在对学术的追求则是他们没有明说的“ 可以独立工作”的心理前提。一个合格的神经科学博士应该是知识结构上“专而全”的追求卓越的研究者。

约翰斯·霍普金斯大学医学院人类遗传学专业博士项目,是霍普金斯大学的一个王牌学科,在国际上具有显著的领导地位。她培养的主体单位是霍普金斯大学医学院医学遗传研究所,该所是世界上医学遗传学科的创建机构,同时也是该领域获得人类遗传学少数几项诺贝尔奖的原创基地。医学遗传研究所的创办人是马克库斯克,在20世纪的遗传学史上 ,几乎可以与孟德尔、摩尔根、沃森等耳熟能详的科学家齐名。他首先将遗传学应用了临床,开创了医学遗传学,从而为医学和遗传学的发展都做出了卓越的贡献。他还是人类基因组计划的先驱,也是近几十年不断再版(纸质板、网路版)、全世界医学遗传学家的圣经《人类孟德尔遗传》的主编。马克库斯克在医学遗传研究所的教学与研究长达半个世纪多之久。现任人类遗传学项目的负责人David Valle (M.D)是杜克大学的学士(1965年)、医学博士(1969年),1975年到霍普金斯大学工作至今40年多年。在1976– 2006年期间,David Valle担任HHMI研究员三十年。

(3)保障机制

上述两所学校两个专业有一个共同特点,就是不招收本科,不招硕士研究生,只招博士研究生,全心全意致力于只进行严格博士的研究生教育,都是名师远多于学生,严格控制招生人数,精心培养学术后代,培育博士研究生的宗旨是“以学生为本”和“以学术为本” ,从而培养博士研究生对学术的强烈追求感和“ 专而全” 的知识结构。

霍普金斯大学医学院人类遗传学专业博士项目,指导教师有60多人,每年招博士研究生10左右,平均每个导师在一个周期(6年)里,只能招一个学生,实际上,有的导师几乎招不到学生。人类遗传学专业博士项目一共开设十几门课,每门课平均4人讲授,有的导师几乎多年没机会上课,也是导致招不到学生的原因之一。因此,上课机会十分困难,教师为例满足教学考评与晋升职称的需要,所以必须积极争取授课的机会,也十分珍惜与重视讲课的质量与内容。教师通过上课让跟多学生了解自己的研究工作内容与特点,吸引他们加入自己的实验室;老师也可以通过授课教学,熟悉了解学生的研究兴趣与方向意愿,为争取学生轮转乃至加盟奠定良好的基础。

还由于教授人数多,而每年录取的学生少,在师生选择的关系中,学生处于占优的位置。这样,博士研究生才有可能不是老师的 “学徒”,而是科研的合作伙伴。只有在机制上保障以学生自由选择为目标的课程设置与导师选择,才有可能提高研究生教育的深度与质量。

没有自由选择,就没有一切!

 

附录1 霍普金斯大学医学院成绩单

    叶梦尘博士成绩单.jpeg



附录2《基因概念的演化》教学计划(EVOLUTION OF THE CONCEPT OF THE GENE

1. 1 September 2010 Overview and beginnings (Valle & Cohn)

Objectives and what we expect

How to read a paper

Assignment 1.1 Darwin: At the time of publication of On the Origin of the Species (1859), Darwin recognized the importance of inheritance – “Any variation which is not inherited is unimportant for us” and also “The laws of inheritance are quite unknown …”.

He favored the theory of pangenesis and described this idea nine years late in his book on variation.

Darwin C: Tentative hypothesis of pangenesis, chapter 9 in Variation of Plants and Animals Under Domestication, 1868 (Ashar/Cordova)

Assignment 1.2 Mendel was born in 1822 to a peasant family in Moravia, now in the Czech Republic. He worked hard to gain an education but flunked his first exam for a teaching certificate in natural science (1850). Ultimately, he studied at the University of Vienna and took courses in math, experimental physics and botany.

He was aware of the work of hybridists who developed pea plants with different sizes and flower colors. He also did experiments on bees and mice and made observations in astronomy.

Mendel G: Experiments in plant hybridization. Proc Natl Hist Soc Brunn 4: 3, 1865 (Ye/Lee)  

Optional background: 

Kosslyn SM: Clear and to The Point, Oxford University Press, 2007 (copy in Student Lounge) – guide to presentations

Carroll SB: The Making of the Fittest, 2006 – an engaging and informative book about evolution; well worth the price

2.3 September 2010 Chromosomal basis of heredity (Smith & Kazazian)

Assignment 2.1 Sutton WS: The chromosomes in heredity. Biol Bull 4: 231, 1903  (Benjamin/Doucet)

Assignment 2.2 Morgan TH: Sex limited inheritance in Drosophila. Science 32: 120, 1910  (Smith/Eckart)

Optional background: 

Wilson EB: Principles of hereditary and the maturation of the germ-cells. Science 16: 991, 1902

Sutton WS: On the morphology of the chromosome group in Brachystola magna. Biol Bull IV: 1, 1902

McKusick VA: Walter S. Sutton and the physical basis of Mendelism. Bull Hist of Medicine XXXIV: 487, 1060

3. 8 September The rediscovery of Mendelism (Valle & Kazazian)

Faculty Introduction:In 1900, Mendel’s laws were “rediscovered”, apparently independently, by three botonists: Hugo de Vries (1848-1935), Carl Correns (1864-1933) and Erich von Tschermak (1871-1962). Chief among these was de Vries who published three

papers on this subject in 1900 and the first preceeding papers by Correns and von Tschermak who also published in 1900. De Vries’ third paper in 1900 was the first of his to mention Mendel: “This law is not new. It was stated more than thirty years ago, for a particular case (the garden pea). Gregor Mendel formulated it in a memoir entitled ‘Versuche über Pflanzenhybriden’ in the Proceedings of the Brünn Society. Mendel has there shown the results not only for monohybrids but also for dihybrids. This memoir, very beautiful for its time, has been misunderstood and then forgotten.” de Vries, H: Concerning the law of segregation of hybrids. Comptes Rendues130: 845, 1900

ssignment 3.1 Garrod: The incidence of alkaptonuria, a study in chemical individuality. Lancet (Ellis/Cordova) ii: 1616, 1902

Assignment 3.2 Froggatt P and Nevin NC: The ‘Law of Ancestral Heredity’ and the Mendelian- (Lee/Benjamin) ancestrian controversy in England, 1889 – 1906. J Med Genet 8: 1, 1971

Optional background:

Bateson W: The methods and scope of genetics, 1908, lecture given at University of Cambridge

4. 10 September The statistical gene: The origins of Population Genetics (Smith & Kazazian) The pioneers of population genetics were Ronald Fisher (1890 – 1962), Sewall Wright (1889 – 1988)and JBS Haldane (1892 – 1964). Fisher, who settled the Ancestrian/Mendelian debate, wrote a groundbreaking book The Genetical Theory of Natural Selection, 1930, which has a well-deserved reputation for its influence on the field and for its opacity to readers. We will read representative papers from the other two giants, Wright and Haldane. Here also you will see the increasing

influence of the “modern synthesis”, an effort to reconcile Mendelian genetics with evolutionary theory. This repaired the one weak spot in Darwin’s overall ideas about evolution. In addition to the population geneticists, leaders in the modern synthesis included Theodosius Dobzhansky (1900 1975) and Ernst Mayr (1904 – 2005). Dobzhansky is famous for his enunciation of the coreprinciple “Nothing in biology makes sense except in the light of evolution”.

Assignment 4.1 Hardy GH: Mendelian proportions in a mixed population. Science 28: 49, 1908(Doucet/Ashar )Wright S: Evolution in Mendelian populations. Genetics 16: 97, 1931

*** (pages 97 - 110 & 142 – 155 will be discussed)

Assignment 4.2 Haldane JBS: The effect of variation of fitness. Amer Naturalist(Eckart/Ye)

Optional background:

Haldane JBS: A defense of beanbag genetics, in Perspectives in Biology and Medicine, Spring 1964 or Genetic Perspectives in Biology and

Medicine ed ED Garber, University of Chicago Press, 1985

Haldane JBS: The cost of natural selection. J Genet 55: 511, 1957

Crow JF: Centennial: JBS Haldane, 1892 – 1964. Genetics 130: 1, 1992

Crow JF: Mid-century controversies in population genetics. Annu Rev Genet 42:1, 2008

5. 15 September The operational gene: The Drosophilists and the fly room (Valle & Cohn)

This topic picks up from session 2: The chromosomal basis of heredity (please review those papers)

Assignment 5.1 Castle WE: Is the arrangement of the genes in the chromosome linear? PNAS 5:(Ellis/Smith) 25, 1919

Assignment 5.2 Sturtevant AH: The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila as(Ashar/Lee) shown by their mode of inheritance. J Exp Zool 14: 43, 1913 Sturtevant AH, Bridges CB and Morgan TH: The spatial relations of genes. PNAS 5: 168, 1919

Optional background:

Kohler RE: Lords of the Fly: Drosophila Genetics and the Experimental Life, 1994 – ahighly readable account of this phase of genetics

6. 17 September The functional gene (Valle & Kazazian)

Assignment 6.1 Wright S: Color inheritance in mammals. J Hered 8: 224, 1917(Ye/Cordova)

Assignment 6.2 Beadle & Tatum: Genetic control of biochemical reactions in Neurospora. PNAS (Benjamin/Eckart) 27: 499, 1941

Optional background:

Beadle GW: Genes and chemical reactions in Neurospora. Science 129: 1715,1959; Beadle’s Nobel Prize speech on this work

7. 20 September The structural gene (Cohn & Smith)

Three presentations for this session so plan timing accordingly

Assignment 7.1 Avery OT, McLeod CM & McCarty M: Studies on the chemical nature of(Smith/Doucet) substance inducing transformation. J Exp Med 79: 137, 1944

Assignment 7.2 Watson JD & Crick FHC: Molecular structure of nucleic acids. Nature 171: 737,(Cordova/Lee) 1953

Assignment 7.3 Crick FHC, Barnett L, Brenner S and Watts-Tobin RJ: General nature of the(Ellis/Ashar) genetic code for proteins. Nature 192: 1227, 1961

 

Optional Background:

Delbruck: A physicist looks at biology, 1949. Reprinted in Phage and the Origins of Molecular Biology, 1992

8. 22 September The molecular gene and disease (Kazazian & Smith)

Assignment

8.1 Pauling L, Itano HA, Singer SJ and Wells IC: Sickle cell anemia, a molecular(Benjamin/Smith) disease. Science 110: 543, 1949

Assignment 8.2 Ingram VM: Gene mutations in human hemoglobin. Nature 180: 326, 1957(Eckart/Ellis)

Assignment 8.3 Itano HA and Robinson EA: Genetic control of the α and β chains of(Doucet/Ye) hemoglobin. PNAS 46: 1492, 1960

Optional background:

Penrose LS: Garrod’s conception of the inborn error and its development.Biochemical aspects of genetics. Biochemical Society Symposium #4, CambridgeUniversity Press, 1950

9. 24 September The variable gene #1 (Cohn & Smith)

Assignment 9.1 Harris H: Enzyme polymorphisms in man. Proc Roy Soc London 164: 298,(Ashar/Benjamin) 1966

 Assignment 9.2 Hubby and Lewontin RC: A molecular approach to the study of genic(Cordova/Lee) heterozygosity in natural populations. I. The number of alleles at different loci in Drosophila pseudoobscura. Genetics 54: 577, 1966

 Optional background:

Lewontin RC: The problem of genetic diversity. Harvey Lectures 70: 1, 1974

Harris H: Enzyme variants in human populations. Johns Hopkins Med J 138: 245, 1976

 

10. 29 September The variable gene #2 (Smith & Kazazian)

Three presentations for this session so plan timing accordingly

 Assignment 10.1 Botstein D, White RL, Skolnick M and Davis RW: Construction of a genetic(Eckart/Smith) linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. Am J Hum Genet 32: 314, 1980

Assignment 10.2 Kan YT and Dozy AM: Antenatal diagnosis of sickle-cell anaemia by DNA analysis (Ye/Ashar) of amniotic fluid cells. Lancet 2: 910, 1978

Assignment 10.3 Halushka MK et al: Patterns of single-nucleotide polymorphisms in candidate (Ellis/Doucet) genes for blood pressure homeostasis. Nat Genet 22: 239, 1999

Optional Reading: Chakravarti A: Population genetics – making sense out of sequence. Nat Genet Suppl 21: 56, 1999

11. 1 October Some overlooked biology (Valle & Cohn) – papers to be identified

Assignment 11.1 Jumping genes -- McClintock(Cordova/Benjamin)

 Assignment 11.2 Splicing – Crick F: Split genes and RNA splicing. Science 204: 264, 1979(Lee/Doucet)

Assignment 11.3 miRNAs(Smith/Ellis)

Optional background:

Stent GS: Prematurity and uniqueness in scientific discovery. In Paradoxes ofProgress, WH Freeman, 1978, pp 95-113

授课教师(4人,分工):

1.Valle & Cohn   

2. Smith & Kazazian

3. Valle & Kazazian

4. Smith & Kazazian

5. Valle & Cohn

6. Valle & Kazazian

7. Cohn & Smith

8. Kazazian & Smith

9. Cohn & Smith

10. Smith & Kazazian

11. Valle & Cohn

 

David Valle, M.D., Ph.D.  Henry J. Knott Professor and Director, Institute of Genetic Medicine

Professor of Pediatrics, Ophthalmology, Molecular Biology and Genetics, and Institute of Genetic Medicine

Director  of  Predoctoral Training Program in Human Genetics

Director of Center of Inherited Disease Research Ronald 

 

Haig Kazazian, M.D. Professor of Human Genetics

Joint appointments: IGM

Kirby D. Smith, Ph.D.  Professor of Pediatics and Institute of Genetic Medicine

D. Cohn, M.D. Assistant Professor, Pediatrics, Neurology and the McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine

 

修课学生(9人,分工):

1.1 Ashar/Cordova       1.2Ye/Lee

2.1 Benjamin/Doucet    2.2 Smith/Eckart

3.1 Ellis/Cordova      3.2 Lee/Benjamin

4.1 Doucet/Ashar       4.2 Eckart/Ye

5.1 Ellis/Smith        5.2 Ashar/Lee

6.1 Ye/Cordova         6.2 Benjamin/Eckart

7.1 Smith/Doucet       7.2 Cordova/Lee 7.3 Ellis/Ashar

8.1 Benjamin/Smith     8.2 Eckart/Ellis   8.3 Doucet/Ye

9.1 Ashar/Benjamin     9.2 Cordova/Lee

10.1 Eckart/Smith      10.2 Ye/Ashar   10.3 Ellis/Doucet

11.1 Cordova/Benjamin  11.2 Lee/Doucet  11.3 Smith/Ellis




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