Biyoteknoloji ve biyomedikal veri biliminde profesyonel ve öğrenci uzmanlığı. Sistem biyolojisindeki metodolojileri öğrenin: biyoinformatik, dinamik modelleme, genomik, ağ ve istatistiksel modeller, proteomik, omi teknolojileri ve tek hücreli araştırma kaynakları.
Suggested by: Coursera (What is Coursera?)
No prior knowledge required
No unnecessary risks
Sistem biyolojisindeki uzmanlık, biyolojik sistemlerin sistem düzeyinde analizinde kullanılan kavram ve yöntemleri kapsar.
Final projesinde öğrenciler stajın beş dersinde öğrendikleri yöntemleri bir araştırma projesine uygulayacaklardır.
Bu ders öğrencilere memeli hücrelerine, bunların bileşenlerine ve işlevlerine odaklanan modern sistem biyolojisini tanıtacaktır. Biyoloji molekülerden modülere doğru ilerliyor. Genomumuz ve gen ekspresyonumuz hakkındaki bilgimizi arttırdıkça ve hücresel süreçlerde yer alan moleküllerin (proteinler, lipitler, iyonlar) listelerini geliştirdikçe, bu moleküllerin farklı fonksiyonel durumlar olarak hareket eden modüller oluşturmak için birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamamız gerekecek. . Bu sistemler sinyal iletimi, transkripsiyon, hareket ve elektriksel uyarım gibi temel hücre altı süreçlerin temelini oluşturur. Bu süreçler bir araya gelerek salgı, kültür ve aksiyon potansiyelleri gibi hücresel davranışları ortaya çıkarır.
Bu tür hücre altı ve hücresel sistemlerin özellikleri nelerdir? Sistemlerde yeni davranışların gelişmesini sağlayan mekanizmalar nelerdir? Ne tür deneyler sistem düzeyinde düşünmeyi teşvik eder? Bu sistemleri anlamak için neden hesaplama ve simülasyonlara ihtiyacımız var?
Ders, yukarıdaki soruları yanıtlamak için çeşitli düşünce biçimleri geliştirecektir. İki temel argüman şunlardır: büyük veri kümeleri üreten çok değişkenli deneylerin tasarlanması, yürütülmesi ve yorumlanması; niceliksel düşünme, modeller ve simülasyonlar. Hücresel düzeyde nasıl” fonksiyonları gelişir ve Mekanik “neden” bilgisi, hastalık durumlarına ve ilaçlara verilen yanıtlara yol açabilecek hücresel davranışları tahmin etmemizi sağlar.
RNA dizilimi, kütle bazlı proteomik, akış/kütle sitometrisi ve canlı hücre görüntülemeye vurgu yaparak sistem biyolojisinde deneyleri yönlendiren teknolojiler hakkında bilgi edinin.
Sistem biyolojisi alanının temel itici güçlerinden biri, hücrelerin deneysel bozulmalara nasıl tepki verdiğini giderek daha derinlemesine araştırmamıza olanak tanıyan teknolojidir. Bu, biyoteknolojiden insan hastalıklarına kadar çeşitli uygulamalara ilişkin değerli bilgiler sağlayabilecek hücresel eylemin daha ayrıntılı niceliksel modellerini oluşturmamıza olanak tanır. Bu ders, daha sonraki analizlerde hesaplamalı modelleme amaçları için gerekli niceliksel verilerin elde edilmesine vurgu yaparak, sistem biyolojisindeki çeşitli modern deneysel tekniklere geniş bir genel bakış sunar.
Dört ana teknolojiyle ilgileniyoruz:
Bu teknikler sistem biyolojisinde sıklıkla kullanılır ve milyonlarca hücreden tek bir hücreye kadar tek bir molekül kapsamına kadar geniş bir genomik aralıkta ve bireysel zaman noktaları ile yüksek frekansta ölçülen yörüngeler arasında gerçekleştirilir. Bu teknolojilerin çalıştığı teorik altyapıyı sunmakla kalmıyor, aynı zamanda ıslak laboratuvarlara girerek bu tekniklerin pratikte nasıl yürütüldüğünü, ortaya çıkan verilerin kalite ve içerik açısından nasıl analiz edildiğini de sunuyoruz.
Bu ders sistem biyolojisi, biyoinformatik ve sistem farmakolojisi araştırmalarında kullanılan veri analizi yöntemlerini tanıtmaktadır. Ders, veri normalizasyonu, kümeleme, boyutluluk azaltma, diferansiyel ifade, zenginleştirme analizi ve ağ oluşturma dahil olmak üzere genomdaki mRNA ifadesini (mikrodiziler ve RNA dizilimi) incelemek için deneylerden elde edilen ham verilerin işlenmesine yönelik yöntemleri kapsar.
Ders, çeşitli biyoinformatik araçların kullanımına ve veri analizi kanallarının oluşturulmasına yönelik pratik belgelerin yanı sıra, bu araçlara ve akış çalışmalarına uygulanabilir yöntemlerin arkasındaki matematiksel süreçleri de içermektedir. Ders esas olarak biyoloji, istatistik, fizik, kimya, bilgisayar bilimi, biyomedikal mühendisliği ve elektrik mühendisliği gibi alanlardaki ileri düzey öğrenciler ve ileri düzey lisans öğrencileri için uygundur.
Ders, araştırmalarında büyük veri kümeleriyle uğraşan ıslak ve kuru laboratuvar araştırmacıları için faydalı olacaktır. New York’taki Mount Maayan’daki Icahn Tıp Okulu’nun Maayan Laboratuvarı ( http://labs.icahn.mssm.edu/maayanlab/ ) tarafından geliştirilen yazılım araçlarının yanı sıra ücretsiz olarak sunulan diğer veri görselleştirme analiz araçlarını da sunar. Dersin genel amacı, öğrencilerin kişisel projeler için verilerini analiz etmek amacıyla burada sunulan yöntemleri kullanmalarını sağlamaktır. Bu alanda çalışmayan öğrenciler için ders, sistemik biyoloji ve sistemik farmakoloji alanındaki araştırma zorluklarını sunmaktadır.
Modern sistem biyolojisi araştırmalarında kullanılan dinamik modelleme yöntemlerine giriş. Modern matematiksel modelleme tekniklerini öğretmek için vakaya dayalı bir yaklaşım benimsiyoruz. Kurs, ileri düzeydeki lisans öğrencileri ve yeni başlayan yüksek lisans öğrencileri için uygundur.
Dersler biyolojik arka plan sağlar ve klasik matematiksel modellerin gelişimini ve biyolojik süreçlerin daha yeni temsillerini açıklar. Ders, laboratuvar yaklaşımlarında deneysel teknikleri kullanmayı planlayan ve deneyleri derinlemesine anlamak için bir araç olarak hesaplamalı modeli uygulamayı planlayan öğrenciler için yararlı olacaktır. Ders aynı zamanda biyolojik sistemlerin modellenmesi konusunda özgün araştırmalar yapmayı planlayan öğrenciler için de bir giriş niteliğinde olacaktır.
Bu ders sistem biyolojisi araştırmalarında kullanılan dinamik modelleme tekniklerine odaklanmaktadır. Bu teknikler biyolojik mekanizmalara dayanmaktadır ve bu modellerle yapılan simülasyonlar deneysel olarak test edilebilecek tahminler üretmektedir. Bu test edilebilir tahminler genellikle biyolojik süreçlere yeni bakış açıları sağlar.
Burada öğretilen yaklaşımlar aşağıdaki kategorilere ayrılabilir:
Bu ders, öğrencinin sistem biyolojisi uzmanlığı için kapsamlı bir final sınavı olarak tez projesini geliştirmesini sağlamak için mevcut temel literatürün rehberli okunması ve analizi yoluyla bütünleştirici becerilerin geliştirilmesine odaklanacaktır.
Şunu belirtmek gerekir ki, bu dersi almak için işaret parkurunda aşağıdaki derslerin tamamlanması gerekmektedir: Sistem Biyolojisine Giriş, Sistem Biyolojisinde Ağ Analizi, Sistem Biyolojisi için Dinamik Modelleme Yöntemleri, Sistem Biyolojisinde Deneysel Yöntemler ve Sistem Biyolojisinde Bütünleşik Analiz. .
