گرایش بیوانفورماتیک

معرفی گرایش ارشد بیوانفورماتیک

کارشناسی ارشد بیوانفورماتیک دوره ای است مشتمل بر دروس نظری، عملی و تحقیقاتی در زمینه شیوه استفاده از روش های موجود برای حل مسائل موجود در زمینه زیست شناسی. هدف این رشته درک داده ها و فرآیندهای پیچیده زیست شناسی و تحلیل آنها با استفاده از روش های پیشرفته محاسباتی نظیر داده کاوی، یادگیری ماشین، روش های آماری و مدل سازی رایانه ای است. طی پنجاه سال گذشته پیشرفت های انجام شده در زیست شناسی سبب انقلابی در درک بشر از اساس مولکولی زندگی شده است. در گذشته مطالعه در خصوص ژن ها به صورت یک به یک انجام می‌شد، در حالی که امروزه، فناوری های جدید تجربی اجازه می‌دهد که همه ژن های یک موجود زنده، و نیز سطوح فعالیت و تعاملات پیچیده آنها مورد پژوهش قرار گیرد. برای تجزیه و تحلیل حجم عظیم داده ها و نتایج این نوع پژوهش، بکارگیری رایانه و روش های پیشرفته محاسباتی یک ضرورت است.

فیلم معرفی گرایش بیوانفورماتیک

در فیلم زیر دکتر علی شریفی زارچی بهمراه برخی از دانشجویان دانشگاه شریف به معرفی گرایش بیوانفورماتیک پرداخته اند، علی شریفی زارچی دانش‌آموخته کارشناسی و کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر از دانشگاه صنعتی شریف و دکتری بیوانفورماتیک از دانشگاه تهران است. وی دوره‌های پژوهشی و پسادکتری را در Max Planck Institute آلمان و Colorado State University آمریکا پشت سر گذاشته‌است. او از سال ۱۳۹۰ تاکنون به عنوان پژوهشگر بیوانفورماتیک در پژوهشگاه رویان‌ و هم‌چنین از سال ۱۳۹۵ به عنوان عضو هیأت علمی دانشکده‌ی مهندسی کامپیوتر دانشگاه صنعتی شریف مشغول به کار است. زمینه‌های تحقیقاتی مورد علاقه ایشان به کارگیری الگوریتم و هوش مصنوعی در بیوانفورماتیک و تحلیل داده‌های زیست‌پزشکی است.

فارغ التحصیلان دوره ارشد بیوانفورماتیک مهارت هایی را به شرح زیر کسب می نمایند

• آشنایی با مبانی و اصول کلی بیوانفورماتیک
• قابلیت بکارگیری روش های مختلف محاسباتی، آماری و ریاضی برای مدل سازی، شبیه سازی و تحلیل شبکه های زیستی
• طراحی و پیاده سازی پایگاه های داده ای تخصصی در زمینه زیست شناسی
• طراحی الگوریتم های پیشرفته تجزیه و تحلیل داده های زیست شناسی
• انجام و هدایت پروژه های تحقیقاتی در زمینه بیوانفورماتیک
• همکاری با موسسات آموزشی کشور

اهمیت بیوانفورمایتک در علوم زیستی

هم اکنون در عصری زندگی می‌کنیم که استفاده از کامپیوتر به یک کار روزمره و ضروری تبدیل شده است.

تجزیه و تحلیل و آنالیز ماکرومولکول های زیستی DNA ، RNA و پروتئین یک وظیفه معمول و مهم زیست شناسان در عصر حاضر بوده و علاوه بر این مقدار داده‌های موجود در پایگاه داده‌هایی که شامل اطلاعات این ماکرومولکول‌ها هستند به صورت صعودی در  حال رشد و گسترش است.

از این رو تجزیه و تحلیل این داده ها به سادگی امکان پذیر نبوده و به همین منظور در سال‌های گذشته برای ذخیره سازی و همچنین استخراج این اطلاعات و برای تجزیه و تحلیل و آنالیز هرچه بهتر آن‌ها زمینه تحقیقاتی جدید تحت عنوان بیوانفورماتیک ظهور کرده است.

لذا هم اکنون مراکز تحقیقاتی درصدد ایجاد دوره‌هایی هستند که دانشجویان را با زیست فناوری اطلاعات آشنا کنند.

بیوانفورماتیک! رشته ای از آینده

رشته بیوانفورماتیک با ارتباطی که بین علوم کامپیوتر و زیست شناسی برقرار می‌کند نمونه‌ای است از اینکه چگونه علوم سنتی به ضوابط مهندسی شده و مدرن مقید می‌شوند.

بیوانفورماتیک آغازگر معرفی بزرگترین و مهمترین مشکلات در پردازش یا تحلیل اطلاعات در زیست شناسی محاسباتی و شکل ویژه‌ای از روش‌های "یادگیری ماشین" جهت حل این مشکلات است.

بخش زیست شناسی این رشته شامل علوم سلولی و ملکولی می‌شود و دیگر حوزه‌های زیست شناسی در رشته‌های نزدیک به بیوانفورماتیک مانند "زیست شناسی سامانه ای" و مانند آن بررسی می‌شود.

چرا بیوانفورماتیک؟!

در دهه‌های گذشته روش‌های علمی نگرش غالب بر زیست شناسی بوده است. اما پیچیدگی سیستم‌های زیستی باید با رویکردهای متفاوتی مورد بررسی قرار گیرد تا جمع آوری داده‌های زیستی بدون پیش داوری صورت پذیرد. روش‌ها و محاسبات بیوانفورماتیکی امکان استخراج الگوهای جدید از داده‌ها و نتایج را فراهم می‌کنند و موجب تولید بینش‌های نو در زیست شناسی می‌گردند.

دو جنبه در بیوانفورماتیک را می‌توان متمایز نمود :

1. آنالیز داده ها: که به کاربرد الگورتیم ها و مدل‌های آماری در تفسیر، طبقه بندی و درک داده‌های زیستی مربوط می‌باشد.
2. زیست شناسی محاسباتی: که با بکارگیری مدل‌های ریاضی و ابزارها مسائل زیستی را حل می‌کند.

(بیوانفورماتیک) مرکز تحقیقات علوم ملکولی

بیوانفورمایتک دانش ذخیره، بازیابی و تجزیه و تحلیل مقدار زیادی از اطلاعات بیولوژیکی است. بین رشته‌ای و متشکل از انواع متحصصان، از جمله زیست شناسان، دانشمندان علوم ملکولی، دانشمندان کامپیوتر و ریاضیدانان است.

اصطلاح "بیوانفورماتیک" توسط Paulien Hogeweg و Ben Hesper برای توصیف "مطالعه و پردازش فرایندهای اطلاعاتی در سیستم های زیستی" تدوین شده بود و استفاده از آن در ابتدا زمانی بود که اولین داده‌های توالی بیولوژیکی تولید شد.

در حالی که روش‌های تجزیه و تحلیل اولیه برای بسیاری از آزمایش‌های بزرگ در علوم ملکولی هنوز بنیادی و مهم هستند، امروزه بیوانفورماتیک به عنوان یک رشته گسترده تر در نظر گرفته شده است.

آزمایش های بیوانفورماتیک به طور کلی چنین طبقه بندی می شوند

• جستجو کردن داده های زیستی
• مقایسه کردن داده های زیستی
• مدل سازی برای داده های زیستی
• ادغام داده ها در تولید داده های مفیدتر

بیوانفورماتیک و سوالات بزرگ در زیست شناسی

بیوانفورماتیک شامل ادغام کامپیوتر، ابزارهای نرم افزاری و پایگاه‌های داده در تلاش برای حل سوالات بیولوژیک است. رویکردهای بیوانفورماتیک اغلب برای طرح‌های عمده‌ای که مجموعه داده‌های بزرگ تولید می‌کنند استفاده می شود. دوحوزه مهم از زیست شناسی در مقیاس بزرگ که از بیوانفورماتیک استفاده می کنند ژنومیک و پروتئومیک هستند. ژنومیک به توالی و تجزیه و تحلیل تمام انواع مواد ژنتیکی، از جمله ژن‌ها و رونوشت‌ها، در یک ارگانیزم اشاره دارد از سوی دیگر، پروتئومیک ها به تجزیه و تحلیل کامل مجموعه پروتئین یا پروتئوم اشاره دارند.

علاوه بر ژئومیک و پروتئومیک، حوزه‌های بیشتری از زیست شناسی وجود دارد که در آن حوزه‌ها بیوانفورماتیک کاربرد دارد ( به عنوان مثال، متابولیک، ترانسکریپتومیک) . هر یک از این زمینه‌های مهم در بیوانفورمایتک به دنبال درک سیستم‌های بیولوژیکی پیچیده است.
امروزه بسیاری از دانشمندان به دنبال موج ایجاد شده در بیوانفورماتیک هستند به عنوان مثال زیست شناسی سامانه‌ای که روشی برای مقابله با سوالات جدید و پیچیده بیولوژیکی می‌باشد.

زیست شناسی سامانه‌ای، ادغام ژنومیک، پروتئومیک و اطلاعات بیوانفورماتیک برای ایجاد یک منظر کلی از یک شرایط بیولوژیک در مقام سیستمی منظم است.

بیوانفورماتیک، رهبری علوم، درک صحیح از داده

بیوانفورماتیک عمری حدود 40 ساله دارد و به عنوان علمی شناخته شده که مسئولیت بررسی اطلاعات فرآیندها در سیستم‌های زیستی را به عهده دارد. در کنار رشد تمام جنبه‌های علوم زیستی و پزشکی و تولید حجم عظیمی از داده‌ها، فرصتی فراهم آمد تا بیوانفورماتیک بتواند به عنوان علمی که تفاسیر جدید ارائه می‌کرد نقش رهبری و هدایت گری خود را نشان دهد. بسیار واضح است که بیوانفورماتیک نقش مهمی در تحلیل داده‌های حجیم ژنومی و مجموعه‌های متنوع و محدود دارد. امکانی که عمر زیادی از پدید آمدنش نمی‌گذرد. با همه‌ی این‌ها همچنان یافتن درک درستی از مرز بین over interpreting از داده‌ها و دانش درست از مهمترین چالش هاست.

بیوانفورمایتک، علمی ترکیبی و راهگشا

بیوانفورماتیک، یک علم ترکیبی است که اطلاعات بیولوژیکی را با تکنیک‌های ذخیره، توزیع و تجزیه و تحلیل اطلاعات پیوند می‌دهد تا زمینه‌های متعددی از تحقیقات علمی، از جمله بیومدیکال را پشتیبانی کند. بیوانفورماتیک از داده‌های حاصل از آزمایش‌های تجربی با توان تولید داده زیاد استفاده می‌کند، از جمله تعیین توالی ژنوم و اندازه گیری الگوهای بیان ژن پروژه‌های مربوط به طراحی پایگاه داده اطلاعات را حاشیه نویسی می‌کنند و سپس آن‌ها را از طریق شبکه جهانی اینترنت در دسترس محققان قرار می‌دهند.

دست ورزی و کاوش دانشمندان در این اطلاعات منجر به اکتشافات علمی و شناسایی کاربردهای بالینی جدید می‌شود. به ویژه در زمینه پزشکی، کاربردهای مهمی برای بیوانفورماتیک کشف شده است.

به عنوان مثال، تشخیص ارتباطات بیت توالی ژن‌ها و بیماری‌ها، برای پیش بینی ساختار پروتئین از توالی‌های آمینواسید، برای کمک به طراحی داروهای جدید و به منظور تطبیق بهتر درمان به بیماران (پزشک شخصی) براساس توالی DNA نمونه هایی از این کاربردها می‌باشند.

ظرفیت ارشد بیوانفورماتیک در دانشگاه‌های دولتی در سال 1400 در مقایسه با سال 99

در عکس زیر ظرفیت دوره های روزانه و شبانه تمامی دانشگاه های دولتی کشور در گرایش بیوانفورماتیک در مقطع ارشد و در سال 1400 بررسی شده است، همچنین می‌توانید ظرفیت هر دانشگاه در سال 99 را با سال 1400 مقایسه کنید.

ظرفیت بیوانفورماتیک در مقطع ارشد

طول دوره و شکل نظام مقطع ارشد بیوانفورماتیک

طول این دوره به طور متوسط دو سال و نیم و شکل نظام آن بصورت نیمسالی است

کدام دانشگاه ها در مقطع ارشد بیوانفورماتیک دانشجو می‌پذیرند؟

در کنکور ارشد کامپیوتر سال 1400 از بین دانشگاه های دولتی دانشگاه صنعتی شریف 15 دانشجو بصورت روزانه در مقطع ارشد بیوانفورماتیک، دانشگاه زنجان 7 نفر و دانشگاه محقق اردبیلی 10 نفر دانشجو پذیرفت و در بین دانشگاه های غیر انتفاعی نیز دانشگاه شهاب دانش قم 20 دانشجو، دانش البرز آبیک 5 نفر، نبی اکرم تبریز 10 نفر و سلمان مشهد 10 نفر از این رشته ورودی گرفتند

واحد های گرایش ارشد بیوانفورماتیک

دانشجو در رشته ارشد بیوانفورماتیک باید 32 واحد بگذراند که واحدها به طریق زیر است: 24 واحد درسی، 2 واحد سمینار 6 واحد پایان نامه. دانشجویان ارشد بیوانفورماتیک باید حتما 4 درس (12 واحد) از دروس گروه اجباری و چهار درس باقیمانده (12 واحد) را از دروس گروه اجباری و یا اختیاری انتخاب کنند.

دروس ارشد بیوانفورماتیک

برای مشاهده توضیحات تکمیلی در مورد گرايش بیوانفورماتیک در ارشد، پی دی اف زیر را که شامل موارد زیر است، دانلود کنید :

• تعداد واحدهايي که بايد دربیوانفورماتیک برداريد
• تعداد واحدهاي اجباري گرایشبیوانفورماتیک در ارشــد
• تعداد واحدهاي اختياري گرایشبیوانفورماتیک در ارشـد
• معرفي دقیق دروس اجباري و اختياري دربیوانفورماتیک

〈〈 دانلود فایل جزئیات واحدهای گرایش ارشد بیوانفورماتیک 〉〉

مطالب مرتبط

همه مقالات

دانشگاه های دارای رشته آی تی

دروس کنکور کارشناسی ارشد هوش مصنوعی

کتاب‌ های ترم اول مهندسی کامپیوتر

لیست دروس کارشناسی ارشد نرم افزار پیام نور