מומחיות מקצועית וסטודנטיאלית בביוטכנולוגיה ומדעי הנתונים הביomedical. למד metodולוגיות בביולוגיה מערכתית כולל: ביואינפורמטיקה, מודלינג דינמי, גנומיקה, מודלים רשתיים וסטטיסטיים, פרוטומיקה, טכנולוגיות אומי ומשאבי מחקר בתא בודד.
מוצע על ידי: קורסרה (מה זה קורסרה?)
סדרה של 6 קורסים
לא נדרש ידע מוקדם
ללא סיכונים מיותרים
ההתמחות בביולוגיה מערכתית מכסה את המושגים והשיטות בהן משתמשים בניתוח ברמה מערכתית של מערכות ביומדיות.
בפרויקט הגמר, הסטודנטים ייישמו את השיטות שלמדו בחמישה קורסים של ההתמחות על פרויקט מחקר.
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.
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:
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.
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.
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:
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.
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.
