德鲁·e·克雷斯曼

细胞是地球上最基本的生命单位。所有的生命形式都是简单的细胞团块，从单个的细菌细胞到更高层次的植物和动物。人类本身是由数万亿个细胞组成的。那么细胞到底是什么呢?它是用什么做的?它是如何运作的?在一个复杂的生物体中，细胞是如何相互沟通和协调它们的活动的?它们如何调节自己的生长?基因在控制细胞功能中扮演什么角色?本课程将解决这些问题，并介绍细胞的基本生物学，同时牢记细胞在组织和器官中的更大作用。 If we can understand the structures and functions of the individual cells that serve as the subunits of larger organisms, we can begin to understand the biological nature of humans and other complex life forms.

来自热门电视节目CSI，骨头,法庭文件与发现谋杀案受害者遗体的新闻头条有关…对凯西·安东尼、琼贝尼特·拉姆齐和其他真实案件来说，法医学世界显然已经抓住了公众的想象力。法医学描述了科学知识在法律问题上的应用，涵盖了令人印象深刻的广泛的分支学科和专业领域，从法医学人类学到野生动物法医学。在本课程中，我们将特别关注法医生物学领域——从生物学领域中收集到的与法律相关的信息的产生和使用。为了努力超越哗众取众和公众媒体对法医生物学的描述，我们将探索构成法医生物学基础的实际科学和技术，并试图理解这些信息在法律领域的使用和限制。从法医生物学的历史发展开始，选定的主题可能包括死亡和分解阶段;确定死后时间间隔;微生物在分解中的作用;脊椎动物和无脊椎动物的食腐;伤口模式; urban mummification; biological material collection and storage; victim and ancestral identification by genetic analysis; the use of DNA databases such as CODIS; and the biological basis of other criminalistics procedures, including fingerprinting and blood type analysis. Finally, we will consider DNA privacy and US Supreme Court rulings, including the 2013 decision Maryland v. King, which established the right of law enforcement to take DNA samples from individuals arrested for a crime. In all of these areas, the techniques and concepts employed are derived from some of the most fundamental principles and structure/function relationships that underlie the entire field of biology. No background in biology is required; indeed, a primary objective of this course is to use our exploration within the framework of forensic biology as a means to develop a broader and more thorough understanding of the science of biology.

地球上所有生命的生物核心是基因。每个个体基因的独特组合最终形成了那个人的外表、代谢能力、思维过程和行为的基础。因此，为了了解生命的发展和功能，了解基因是什么，它们是如何工作的，以及它们是如何从父母传递给后代的是至关重要的。在本课程中，我们将从研究孟德尔首先提出的遗传理论开始，然后进展到我们目前的概念，即基因是如何通过个人、家庭和整个群体传播的。我们还将研究染色体结构、基因和DNA的分子功能，以及DNA突变如何导致身体异常和疾病，如唐氏综合症和特纳综合征或血友病。最后，我们将讨论遗传学在影响诸如行为和智力等复杂表型中的作用。课程将补充每周的实验工作。

对生命的研究和人类历史一样古老，因为我们长期以来一直试图解开身体的机制、遗传的奥秘、疾病的恶毒、繁殖的魔力，或其他关于自然界及其居民的一千多个问题。矛盾的是，我们目前对生物学的理解和我们的最新进展都是相对近期的发现的结果，这些发现只能追溯到一两个世纪，而且往往要短得多。这使得生物学成为一个年轻、充满活力、充满活力的研究领域，从体外受精到病毒疫苗，在这一领域的创新突破以看似迅速的方式出现，并为未来创造了以前无法想象的可能性。这门新课程将通过对平行的、连续的发展线索的考察，探索标志着我们从20世纪早期的研究到今天的最新进展的细胞和分子的工作方式。例如，20世纪50年代对DNA结构的识别导致了20世纪70年代DNA测序技术的出现，而DNA测序技术又引发了20世纪90年代的人类基因组计划(Human Genome Project)，形成了今天个性化医疗的前景。其他主题包括:细菌病毒、重组DNA技术、基因治疗和转基因生物、基于crispr的基因工程;体外受精、克隆;Henrietta Lacks，抗癌战争，免疫疗法;基因沉默，microrna, COVID疫苗。的目标是开发一个更深的理解生物学原理和最新的管理机制,尖端生物技术,以及能够追溯这些最近的进步依赖于先前发现的编织在一起,形成丰富多彩的现代生物学。

生物体中不同种类的细胞——以及任何细胞对环境变化的不同反应方式——都是由不同基因表达的时间和水平的差异造成的，而这些基因负责不同的细胞活动。因此，生物学的一个基本问题是理解细胞用来调节基因表达和后续细胞功能的机制。大多数基因功能的调控发生在DNA活性(转录)水平，据估计，10%的人类基因编码负责这一水平调控的转录因子。然而，由于细胞的复杂性和在各种环境中维持细胞正常功能的关键需求，已经进化出多种机制来修饰和控制细胞活性。在本课程中，我们将着重于这些不同的机制，检查转录、翻译、受体活性和信号转导水平的调控事件，细胞命运的决定，以及细胞内蛋白质的修饰和定位。一旦我们了解了细胞是如何调节它们的功能的，我们就可以开始想象我们可以通过哪些方式进行干预，以修改特定的细胞活动，以及特定的化学物质和化合物如何改变这些调节机制，从而对细胞造成损害。

癌症可能是人类最可怕和最臭名昭著的疾病，其范围和预后都是毁灭性的。癌症被描述为人体内的外来入侵者，其特征是它的潜伏扩散和抵抗对抗措施的狡猾能力。癌症的传奇地位是理所当然的，占全球人类死亡总数的13%，每年约有800万人死于癌症。1971年，理查德·尼克松总统宣布“向癌症宣战”;从那时起，超过2000亿美元被用于癌症研究。虽然临床的成功还不多，但在了解这种疾病的细胞、分子和遗传机制方面已经产生了巨大的见解。在本课程中，我们将探索癌症生物学领域，包括肿瘤病毒、细胞致癌基因和肿瘤抑制基因、细胞永生、多步骤肿瘤发生、癌症发展和转移以及癌症的治疗等主题。此外，我们将讨论癌症研究的新进展，并借鉴最近发表的文献。

随着科学前沿的不断推进，新的假设和已有的观点之间自然会产生冲突。生物学也不例外。从古希腊时代开始，在成为现代范式之前，检验人类和生活世界的生物学本质的新建议最初遇到了阻力，甚至嘲笑。现在看来显而易见的东西曾经被认为是革命性的，而可以想象的是，现在的观念有一天会被认为是近乎荒谬的。通常情况下，这些冲突的出现不仅是因为科学原则的趋同，而且还因为研究领域中涉及的个人的个性冲突。从早期关于遗传、性别决定和进化的观点到朊病毒和疯牛病、动物模型的使用、基因工程、前沿癌症治疗以及基因和环境之间的相互作用等方面的最新进展，许多生物学领域都发生了范式的转变。利用这些和其他例子，我们将检验生物思想的进步和科学方法在改变我们对生命的理解方面的持久性。在秋季学期，学生们将每周与导师见面，进行个别会议。在春季，我们将根据学生的需求和会议项目的进展，每周或每隔一周举行一次会议。

来自热门电视节目CSI，骨头,法庭文件与发现谋杀案受害者遗体的新闻头条有关…对凯西·安东尼、琼贝尼特·拉姆齐和其他真实案件来说，法医学世界显然已经抓住了公众的想象力。法医学描述了科学知识在法律问题上的应用，涵盖了令人印象深刻的广泛的分支学科和专业领域，从法医学人类学到野生动物法医学。在本课程中，我们将特别关注法医生物学领域——从生物学领域中收集到的与法律相关的信息的产生和使用。为了努力超越哗众取众和公众媒体对法医生物学的描述，我们将探索构成法医生物学基础的实际科学和技术，并试图理解这些信息在法律领域的使用和限制。从法医生物学的历史发展开始，选定的主题可能包括死亡和分解阶段;确定死后时间间隔;微生物在分解中的作用;脊椎动物和无脊椎动物的食腐;伤口模式; urban mummification; biological material collection and storage; victim and ancestral identification by genetic analysis; the use of DNA databases such as CODIS; and the biological basis of other criminalistics procedures, including fingerprinting and blood type analysis. Finally, we will consider DNA privacy and US Supreme Court rulings, including the 2013 decision Maryland v. King, which established the right of law enforcement to take DNA samples from individuals arrested for a crime. In all of these areas, the techniques and concepts employed are derived from some of the most fundamental principles and structure/function relationships that underlie the entire field of biology. No background in biology is required; indeed, a primary objective of this course is to use our exploration within the framework of forensic biology as a means to develop a broader and more thorough understanding of the science of biology.

生物学是研究地球上生命的学科，包括从微小到巨大的结构和形式。为了掌握生命的复杂性，我们从作为所有生物基础的细胞和分子形式和机制开始这项研究。本学期的开始部分将介绍生命过程生物化学的关键基本分子。在此基础上，我们进一步研究细胞生物学、遗传学和遗传的染色体基础的主要思想、结构和概念。最后，我们通过研究这些原则与进化机制的关系来结束本学期。在整个学期中，我们将讨论重大发现的责任人，以及在生物理解方面取得进展的实验技术和过程。课程将补充每周的实验工作。

个人生活的形成依赖于文化体验、社会互动、个人健康和生理的复杂混合。在这张错综复杂的网络的中心，是我们每个人独特的生物成分，但以某种形式为地球上所有生命所共有——我们的基因。基因在很大程度上决定了我们每个人的个性，从头发颜色、体型到智力和个性。这些基因和特征是遗传自我们的父母，然而环境因素可以深刻地影响它们在不同个体中的功能。遗传学领域的惊人进展每天都有报道，从识别特定特征的新基因到开发基于基因的人类疾病测试。但是基因到底是什么，它们在人类身上是如何工作的呢?在本课程中，我们将探讨基因和染色体如何提供导致我们独特的身体和行为特征的基本蓝图。在这一过程中,我们将讨论人类遗传学的核心概念,包括:继承的机制和模式,伴性的特征,行为的遗传学,DNA和蛋白质,基因突变导致疾病的作用,人类的起源与进化,和应用的各种技术,如基因治疗和基因工程。阅读材料将来自文本，以及当前流行的出版社和同行评议的文章。除了好奇和渴望了解塑造人类存在和造就我们的遗传机制之外，不需要任何生物学背景。

病毒是自然界中最小的生物实体之一，但同时也可能是最臭名昭著的。由于自身没有独立的代谢活动，它们的功能类似于细胞内寄生虫，完全依赖于感染宿主细胞并与宿主细胞相互作用来产生自己的新副本。对宿主机体的影响可能是灾难性的，导致疾病和死亡。艾滋病毒自被发现以来，已经造成3千9百多万人死亡，感染人数是这个数字的两倍。埃博拉，西尼罗河病毒，疱疹和痘病毒…都是众所周知的病毒，却笼罩在恐惧和神秘之中。在本学期的课程中，我们将研究病毒的生物学，讨论它们的物理和遗传特性，它们与宿主细胞的相互作用，它们为了自己的繁殖需要而霸占细胞机制的能力，病毒感染对宿主细胞的影响，最后，病毒和其他亚病毒实体是如何起源和进化的。此外，我们将通过阅读劳里·加勒特(Laurie Garrett)的著作，研究文学作品中对病毒的描述即将到来的瘟疫和理查德·普雷斯顿的热区域．