קורס אונליין – תעודה מקצועית מוסמכת בביולוגיה מערכתית וביוטכנולוגיה של בית הספר לרפואה אייקן במונט סיני

מבוא לביולוגיה מערכתית

קורס 1

• 19 שעות
• 4.2 (562 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמדו

קורס זה יכיר לתלמידים את הביולוגיה מערכתית המודרנית, המתמקדת בתאי יונקים, רכיביהם ותפקודיהם. הביולוגיה מתקדמת מהמולקלרי למודולרי. עם הגברת הידע שלנו על הגנום שלנו וביטוי הגנים, ופיתוח רשימות של מולקולות (חלבונים, ליפידים, יונים) המעורבות בתהליכים תאיים, נצטרך להבין כיצד מולקולות אלו מתקשרות זו עם זו כדי ליצור מודולים הפועלים כמצבים פונקציונליים נפרדים. מערכות אלו מהוות את הבסיס לתהליכים תת-תאיים מרכזיים כמו העברת אותות, תעתוק, תנועה וריגוש חשמלי. תהליכים אלו מתאגדים יחד כדי להציג התנהגויות תאיות כמו הפרשה, התרבות ופוטנציאלים פעולה.

מהן התכונות של מערכות תת-תאיות ותאיות כאלה? מהם המנגנונים שדרכם מתפתחות התנהגויות חדשות במערכות? אילו סוגי ניסויים מעודדים חשיבה ברמת המערכת? מדוע אנו זקוקים לחישוב ולסימולציות כדי להבין את המערכות הללו?

הקורס יפתח מספר קווי חשיבה כדי להשיב על השאלות הנ"ל. שני קווי טיעון מרכזיים הם: העיצוב, הביצוע ופרשנות של ניסויים מרובי משתנים המייצרים מערכי נתונים גדולים; חשיבה כמותית, מודלים וסימולציות. נדון בדוגמאות כדי להדגים “איך” פונקציות ברמת התא מתפתחות ו“מדוע” הידע המכנית מאפשר לנו לחזות התנהגויות תאיות שיכולות להוביל למצבים של מחלה ותגובות לתרופות.

שיטות ניסוי בביולוגיה מערכתית

קורס 2

• 18 שעות
• 4.5 (310 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמדו

למדו על הטכנולוגיות המניעות ניסוי בביולוגיה מערכתית, עם דגש על רצף RNA, פרוטומיקה על בסיס מסה, ציטומטריה זורמת/מסת ודימוי תאים חיים.

מניע מרכזי של תחום הביולוגיה המערכתית הוא הטכנולוגיה המאפשרת לנו להתעמק יותר ויותר כיצד תאים מגיבים להפרעות ניסיוניות. זה מאפשר לנו לבנות מודלים כמותיים מפורטים יותר לפעולה תאית, שיכולים לספק הבנה חשובה על יישומים המגוונים מביוטכנולוגיה ועד מחלות אנוש. קורס זה נותן סקירה רחבה על מגוון טכניקות ניסוי מודרניות בביולוגיה מערכתית, עם דגש על השגת הנתונים הכמותיים הנדרשים למטרות מודל חישובי בניתוחים מאוחרים.

אנו עוסקים בארבע טכנולוגיות עיקריות:

• רצף mRNA
• פרוטומיקה על בסיס מסה
• ציטומטריה זורמת/מסת
• דימוי תאים חיים

טכניקות אלו נמצאות בשימוש תדיר בביולוגיה מערכתית ונעשות על פני טווח גנומי רחב עד כיסוי מולקולה אחת, ממיליוני תאים לתא בודד, ובין נקודות זמן בודדות למסלולים מדודיים בתדירות גבוהה. אנו מציגים לא רק את הרקע התיאורטי על בסיסו פועלות טכנולוגיות אלו, אלא גם נכנסים למעבדות רטובות כדי להציג כיצד טכניקות אלו מתבצעות בפועל, ואיך הנתונים המתקבלים מנותחים לאיכות ולתוכן.

ניתוח רשתות בביולוגיה מערכתית

קורס 3

• 30 שעות
• 4.5 (197 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמדו

קורס זה מציג שיטות ניתוח נתונים בשימוש בביולוגיה מערכתית, ביו-אינפורמטיקה ומחקר פרמקולוגיה מערכתית. הקורס מכסה שיטות לעיבוד נתונים גולמיים מניסויים לבחינת ביטוי mRNA בגנום (מיקרו-אריי ורצף RNA) כולל נורמליזציה של נתונים, קלאסטרינג, הפחתת ממד, ביטוי שונה, ניתוח העשרה ובניית רשתות.

הקורס כולל מסמכים מעשיים לשימוש בכמה כלים ביו-אינפורמטיים והקמת צינורות ניתוח נתונים, וכן תהליכים מתמטיים העומדים מאחורי השיטות החלות על כלים אלו ועבודות זרימה. הקורס מתאים בעיקר לסטודנטים מתקדמים ולתלמידי תואר ראשון מתקדמים בתחומים כמו ביולוגיה, סטטיסטיקה, פיזיקה, כימיה, מדעי המחשב, הנדסה ביomedית והנדסה חשמלית.

הקורס אמור להיות שימושי לחוקרי מעבדות רטובות ויבשות שמתמודדים עם מערכי נתונים גדולים במחקרם. הוא מציג כלים תוכנתיים שפותחו על ידי מעבדת מעיין (http://labs.icahn.mssm.edu/maayanlab/) מבית הספר לרפואה אייקאהן בהר מעייני בניו יורק, אך גם כלים אחרים לניתוח ויזואליזציה של נתונים הזמינים בחינם. המטרה הכללית של הקורס היא לאפשר לסטודנטים להשתמש בשיטות המוצגות בו לניתוח הנתונים שלהם עבור פרויקטים אישיים. עבור הסטודנטים שאינם עובדים בתחום, הקורס מציג את האתגרים המחקריים בתחום הביולוגיה המערכתית והפרמקולוגיה המערכתית.

שיטות מודל דינמיות לביולוגיה מערכתית

קורס 4

• 18 שעות
• 4.7 (217 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמדו

מבוא לשיטות מודל דינמיות בשימוש במחקר הביולוגי המערכתי המודרני. אנו נוקטים בגישה מבוססת מקרה כדי ללמד טכניקות מודל מתמטי מודרניות. הקורס מתאים לסטודנטים לתואר ראשון מתקדמים ולתלמידי תואר שני מתחילים.

ההרצאות מספקות רקע ביולוגי ומסבירות את הפיתוח של מודלים מתמטיים קלאסיים וייצוגים עדכניים יותר של תהליכים ביולוגיים. הקורס יהיה שימושי לסטודנטים המתכננים להשתמש בטכניקות ניסוי בגישה שלהם במעבדה וליישם מודל חישובי ככלי להבנת ניסויים לעומק. הקורס יהיה גם בעל ערך כהקדמה עבור סטודנטים המתכננים לבצע מחקר מקורי במודלים של מערכות ביולוגיות.

קורס זה מתמקד בטכניקות מודל דינמיות בשימוש במחקר הביולוגי המערכתי. טכניקות אלו מבוססות על מנגנונים ביולוגיים, וסימולציות עם מודלים אלו מייצרות תחזיות שניתן לבדוק ניסיונית. תחזיות שניתן לבדוק אלו מספקות לעיתים קרובות תובנות חדשות על תהליכים ביולוגיים.

הגישות הנלמדות כאן יכולות להתחלק לקטגוריות הבאות:

• מודלים מבוססי משוואות דיפרנציאליות רגילות
• מודלים מבוססי משוואות דיפרנציאליות חלקיות
• מודלים סטוכסטיים

ניתוח משולב בביולוגיה מערכתית

קורס 5

• 4 שעות
• 4.6 (87 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמדו

קורס זה יתמקד בפיתוח מיומנויות אינטגרטיביות באמצעות קריאה מונחית וניתוח של הספרות העיקרית הנוכחית, כדי לאפשר לתלמיד לפתח את פרויקט הגמר כבחינה הסופית כוללת להתמחות בביולוגיה מערכתית.

קפסטון בביולוגיה מערכתית וביוטכנולוגיה

קורס 6

• 2 שעות
• 4.5 (12 דירוגים)

פרטי הקורס

מה תלמדו

יש לציין: כדי לקחת קורס זה יש להשלים את הקורסים הבאים במסלול הסימן: מבוא לביולוגיה מערכתית, ניתוח רשתות בביולוגיה מערכתית, שיטות מודל דינמיות לביולוגיה מערכתית, שיטות ניסוי בביולוגיה מערכתית וניתוח משולב בביולוגיה מערכתית.