از فلسفه و ابزارها تا مرزهای پژوهش، پزشکی و صنعت

۴ ساعت آموزش متمرکز و کاربردی | نقشه راه جامع مدل‌سازی، زیست‌شناسی شبکه و بیوانفورماتیک پیشرفته

چرا این کارگاه ۴ ساعته، یک ضرورت متدولوژیک است؟

زیست‌شناسی و پزشکی کلاسیک دهه‌هاست با رویکرد «تقلیل‌گرایی» (Reductionism) یعنی خرد کردن سیستم به اجزا و مطالعه انفرادی ژن‌ها یا پروتئین‌ها پیش رفته است. اما آیا با داشتن لیست کامل قطعات یک ساعت، می‌توانیم فهمید که ساعت چگونه زمان را نشان می‌دهد؟

بیماری‌های پیچیده‌ای مثل سرطان، دیابت، عارضه‌های سیستم اعصاب و مقاومت‌های دارویی حاصل اختلال در یک ژن یا پروتئین منفرد نیستند؛ آن‌ها محصول رفتارهای نوپدید (Emergent) یک «شبکه پیچیده، غیرخطی و دینامیک» از هزاران مسیر برهم‌کنش درون سلول هستند.

زیست‌شناسی سامانه‌ای (Systems Biology) پاسخ به این بن‌بست است. در این مسترکلاس ۴ ساعته، با زوم ویژه بر کاربردهای واقعی در پژوهش و صنعت، یاد می‌گیریم که چطور با تحلیل و مدل‌سازی ریاضی و محاسباتی این شبکه‌ها، می‌توانیم رفتار حیات را پیش‌بینی و مهندسی کنیم.

سرفصل‌های تفصیلی و زمان‌بندی‌شده (پنج‌شنبه ۳۰ مهر - ساعت ۱۶:۰۰ الی ۲۰:۰۰)

ماژول اول (۱۶:۰۰ الی ۱۷:۰۰) | انقلاب مفهومی: چرا تقلیل‌گرایی به بن‌بست رسید؟

• گذار از نگاه تک‌ژنی به نگاه شبکه‌محور (Systems thinking in biology).

• تاریخچه تفکر سیستمی و سایبرنتیک تا Systems Biology مدرن.

• مفاهیم محوری: نوپدیدآیی (Emergence) و پایداری ساختاری (Robustness) در برابر داروها و بحران‌های اقلیمی.

• مرزهای شناخت زیست‌شناسی نظری: سیستم‌های دور از تعادل و خودسازمان‌دهی.

ماژول دوم (۱۷:۰۰ الی ۱۸:۰۰) | کالبدشکافی شبکه‌ها و ابزارهای مدل‌سازی محاسباتی

• زیست‌شناسی شبکه (Network Biology): گراف‌های برهم‌کنش پروتئین-پروتئین (PPI) و شبکه‌های هم‌بیانی ژنی (WGCNA).

• مدل‌سازی دینامیکی: شبیه‌سازی مسیرهای کینتیکی و سیگنالینگ با معادلات دیفرانسیل (ODEs).

• مدل‌سازی در مقیاس ژنوم و متابولیسم: تحلیل توازن شار (FBA) و بازسازی مدل‌های متابولیک مقیاس ژنوم (GEMs).

• یکپارچه‌سازی داده‌های چند-امیکس (Multi-Omics) و جایگاه یادگیری ماشین در بیولوژی سیستمی.

ماژول سوم (۱۸:۰۰ الی ۱۹:۱۵) | زوم عمیق بر کاربردهای صنعتی، پزشکی و داروسازی (ویژه)

• پزشکی و سرطان: مدل‌سازی ناپایداری‌های سلولی، بیوانفورماتیک تومورها و پزشکی شخصی‌فرد (Personalized Medicine).

• داروسازی نوین و فارماکولوژی شبکه‌ای (Network Pharmacology): طراحی داروهای چندهدفه، پیش‌بینی عوارض جانبی و غلبه بر مقاومت‌های دارویی.

• بیوتکنولوژی صنعتی و مهندسی متابولیک: بازطراحی باکتری‌ها و کنسرسیوم‌های میکروبی برای بهینه‌سازی تولید دارو، آنزیم و مواد شیمیایی باارزش.

• دوقلوهای دیجیتال (Digital Twins) در پزشکی و فرآیندهای زیستی صنعتی.

ماژول چهارم (۱۹:۱۵ الی ۲۰:۰۰) | نقشه راه ورود، اپلای و پرسش‌وپاسخ

• داغ‌ترین موضوعات تحقیقاتی و پایان‌نامه‌ای برای اپلای و پژوهش‌های تراز اول.

• معرفی ژورنال‌ها، پایگاه‌های داده و ابزارهای کلیدی (Cytoscape, String, COBRA).

• راهنمای گام‌به‌گام منابع خودآموزی (کتاب‌ها، دوره‌ها و پایگاه‌ها).

• جلسه پرسش‌وپاسخ تعاملی برای پروژه‌ها و پایان‌نامه‌های شرکت‌کنندگان.