فلش‌کارت‌های آموزشی مبانی شبکه‌های زیستی: دروازه‌ای به درک سامانه‌های پیچیده حیات

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مبانی شبکه‌های زیستی: دروازه‌ای به درک سامانه‌های پیچیده حیات

موضوع کلی: زیست‌شناسی سامانه‌ای

موضوع میانی: زیست‌شناسی شبکه‌ای

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه: چرا زیست‌شناسی سامانه‌ای؟
• 2. از مولکول‌ها به سامانه‌ها: تغییر پارادایم در زیست‌شناسی
• 3. شبکه به عنوان زبان مشترک زیست‌شناسی پیچیده
• 4. مبانی نظریه گراف: گره‌ها، یال‌ها و همسایگی
• 5. انواع گراف: جهت‌دار، بدون جهت، وزن‌دار و دوقسمتی
• 6. نمایش ریاضی شبکه‌ها: ماتریس مجاورت و لیست مجاورت
• 7. بازنگری دگم مرکزی از دیدگاه شبکه‌ای
• 8. پیچیدگی زیستی و ظهور ویژگی‌هایی (Emergent Properties)
• 9. منابع داده برای ساخت شبکه‌های زیستی: از توالی‌یابی تا پروتئومیکس
• 10. رویکردهای تجربی و محاسباتی در زیست‌شناسی شبکه‌ای
• 11. شبکه‌های تنظیم ژن (GRNs): منطق کنترل سلولی
• 12. فاکتورهای رونویسی، اپراتورها و پروموترها
• 13. بازسازی شبکه‌های تنظیم ژن از داده‌های بیان ژن
• 14. شبکه‌های برهم‌کنش پروتئین-پروتئین (PPIs): ماشین‌آلات سلولی
• 15. روش‌های تجربی شناسایی برهم‌کنش‌های پروتئینی (Y2H, AP-MS)
• 16. چالش‌های کیفیت داده در شبکه‌های PPI: مثبت کاذب و منفی کاذب
• 17. شبکه‌های متابولیک: نقشه شیمیایی حیات
• 18. آنزیم‌ها، متابولیت‌ها و واکنش‌ها به عنوان اجزای شبکه متابولیک
• 19. بازسازی شبکه‌های متابولیک در مقیاس ژنوم (GEMs)
• 20. شبکه‌های سیگنالینگ: مسیرهای ارتباطی درون و بین سلولی
• 21. شبکه‌های هم‌بیانی ژن: از همبستگی تا علیت
• 22. شبکه‌های عصبی (بیولوژیک): سیم‌کشی مغز
• 23. شبکه‌های بوم‌شناختی (اکولوژیک): برهم‌کنش‌های بین گونه‌ای
• 24. شبکه‌های میزبان-پاتوژن: نبرد در سطح مولکولی
• 25. شبکه‌های تعامل دارو-هدف
• 26. یکپارچه‌سازی شبکه‌ها: شبکه‌های چندلایه و هتروژن
• 27. پایگاه‌های داده معروف شبکه‌های زیستی (KEGG, STRING, BioGRID)
• 28. توپولوژی شبکه: چگونه ساختار را توصیف کنیم؟
• 29. درجه گره (Degree): ساده‌ترین معیار اهمیت
• 30. توزیع درجه و انواع آن در شبکه‌های زیستی
• 31. مسیرها، فواصل و کوتاه‌ترین مسیر در شبکه
• 32. قطر و شعاع شبکه
• 33. ضریب خوشه‌بندی (Clustering Coefficient)
• 34. مفهوم دنیا-کوچک (Small-Worldness) در شبکه‌های زیستی
• 35. مدل شبکه تصادفی اردوش-رنیی (Erdos-Renyi)
• 36. شبکه‌های مقیاس-آزاد (Scale-Free Networks)
• 37. مکانیزم اتصال ترجیحی (Preferential Attachment)
• 38. هاب‌ها (Hubs) و اهمیت بیولوژیکی آنها
• 39. مرکزیت بینابینی (Betweenness Centrality)
• 40. مرکزیت نزدیکی (Closeness Centrality)
• 41. مرکزیت بردار ویژه (Eigenvector Centrality) و PageRank
• 42. مقایسه معیارهای مختلف مرکزیت
• 43. ماژولاریتی و ساختار جامعه‌ای (Community Structure) در شبکه‌ها
• 44. الگوریتم‌های تشخیص جامعه (Community Detection)
• 45. ساختار سلسله مراتبی در شبکه‌های زیستی
• 46. همبستگی درجه و آمیختگی (Assortativity)
• 47. تجزیه k-core و شناسایی هسته متراکم شبکه
• 48. موتیف‌های شبکه: بلوک‌های سازنده مدارهای زیستی
• 49. الگوریتم‌های شناسایی موتیف در شبکه‌ها
• 50. اهمیت آماری موتیف‌ها: مقایسه با شبکه‌های تصاد
• 51. حلقه پیش‌خور ناهمدوس (Incoherent Feed-Forward Loop - IFFL)
• 52. کاربرد IFFL: تولید پالس و سازگاری کامل (Adaptation)
• 53. حلقه پیش‌خور همدوس (Coherent Feed-Forward Loop - CFFL)
• 54. کاربرد CFFL: فیلتر تاخیر و تشخیص پایداری سیگنال
• 55. ماژول ورودی منفرد (Single Input Module - SIM) و نظم زمانی بیان ژن
• 56. ماژول ورودی چندگانه (Multiple Input Module - MIM) و منطق ترکیبی
• 57. حلقه‌های بازخورد منفی: هومئوستازی و نوسان (Oscillation)
• 58. حلقه‌های بازخورد مثبت: دکمه‌های بیولوژیکی و حافظه سلولی (Bistability)
• 59. ترکیب موتیف‌ها و ساخت مدارهای پیچیده‌تر
• 60. از ساختار ایستا به دینامیک شبکه
• 61. مدل‌سازی بولی (Boolean Modeling) شبکه‌های تنظیم ژن
• 62. حالت‌های پایدار و جاذب‌ها (Attractors) در دینامیک شبکه
• 63. مدل‌سازی دینامیک با معادلات دیفرانسیل معمولی (ODEs)
• 64. مفهوم استواری (Robustness) در سامانه‌های زیستی
• 65. استواری در برابر جهش‌ها و نویز محیطی
• 66. شکنندگی (Fragility) و اصل بقای اجزای ضروری
• 67. رابطه توپولوژی و دینامیک: چگونه ساختار، عملکرد را شکل می‌دهد؟
• 68. انتشار سیگنال و اطلاعات در شبکه‌ها
• 69. تحلیل شار متابولیک (Flux Balance Analysis - FBA)
• 70. کاربردهای FBA: از مهندسی متابولیک تا پیش‌بینی فنوتیپ
• 71. کنترل‌پذیری و مشاهده‌پذیری شبکه‌های زیستی
• 72. تکامل شبکه‌های زیستی: تکرار ژن و واگرایی
• 73. حفاظت‌شدگی ماژول‌های شبکه در طول تکامل
• 74. زیست‌شناسی شبکه‌ای و بیماری‌های انسانی
• 75. شناسایی ژن‌های مرتبط با بیماری با استفاده از همسایگی در شبکه
• 76. مفهوم ماژول بیماری
• 77. شبکه‌ها در مطالعه سرطان
• 78. کاربرد شبکه‌ها در کشف و طراحی دارو
• 79. پیش‌بینی اهداف دارویی جدید (Target Prediction)
• 80. تغییر مکان دارو (Drug Repurposing) با رویکرد شبکه‌ای
• 81. شبکه‌های برهم‌کنش دارو-دارو و پیش‌بینی عوارض جانبی
• 82. زیست‌شناسی شبکه‌ای در میکروبیولوژی و متاژنومیکس
• 83. مدل‌سازی پیری (Aging) با رویکرد شبکه‌ای
• 84. شبکه‌ها در زیست‌شناسی تکوینی و تمایز سلولی
• 85. پزشکی شبکه‌ای و درمان‌های شخصی‌سازی شده
• 86. ابزارهای نرم‌افزاری برای تحلیل و بصری‌سازی شبکه‌ها: Cytoscape
• 87. بصری‌سازی (Visualization) مؤثر شبکه‌های پیچیده
• 88. برنامه‌نویسی برای زیست‌شناسی شبکه‌ای: کتابخانه‌های NetworkX و iGraph در Python/R
• 89. چالش‌های محاسباتی در تحلیل شبکه‌های بزرگ‌مقیاس
• 90. یادگیری ماشین برای پیش‌بینی برهم‌کنش‌ها (Link Prediction)
• 91. طبقه‌بندی گره‌ها و گراف‌ها با یادگیری عمیق
• 92. مرزهای دانش: سوالات باز و جهت‌گیری‌های آینده در زیست‌شناسی شبکه‌ای
• 93. اخلاق در زیست‌شناسی سامانه‌ای و استفاده از داده‌های بزرگ
• 94. جمع‌بندی دوره: تلفیق ساختار، دینامیک و عملکرد