Magister biologii ilościowej i obliczeniowej

Master of Science (Laurea Magistrale) w biologii ilościowej i obliczeniowej to interdyscyplinarny stopień, który formalnie łączy nauki ilościowe i biologię stosowaną, dzięki zaangażowaniu następujących organizacji w University of Trento :

• CIBIO, Centrum Biologii Integracyjnej
• Wydział Fizyki
• Wydział Matematyki
• Katedra Informatyki i Informatyki

Kurs koncentruje się na strategicznym obszarze, w którym technologia i metodologia umożliwiają studentom stawienie czoła zasadniczym pytaniom na styku badań podstawowych z obszarami klinicznymi i przedklinicznymi, poprzez podejścia analityczne i ilościowe.

Kurs - w całości prowadzony w języku angielskim - ma na celu uchwycenie rosnącego zapotrzebowania na naukowców i ekspertów zdolnych do przekształcania ogromnej ilości informacji biologicznych ("big data") w wiedzę i uzyskania ilościowego wglądu w zachowanie systemów biologicznych za pomocą modele biomatematyczne i biofizyczne.

Do kluczowych obszarów docelowych należą farmakogenomika, biotechnologia, nauka o żywności i medycyna precyzyjna, które reprezentują dziedziny badań stosowanych, w których rosnąca dostępność danych wielowymiarowych wymaga wysokiej interdyscyplinarności.

Przegląd programu

Kurs ma na celu przeszkolenie ekspertów w dziedzinie biotechnologii, biologii obliczeniowej, bioinformatyki oraz analizy danych biologicznych i biologii systemów, którzy będą mieli okazję uczyć się w kontekście multidyscyplinarnym, wchodząc w interakcje ze studentami z różnymi doświadczeniami. Duży nacisk zostanie położony na aspekty ilościowe i obliczeniowe, z naciskiem na narzędzia do analizy, modelowania i zrozumienia systemów i zjawisk biologicznych.

Działalność dydaktyczna obejmuje wykłady, kursy laboratoryjne i seminaria. Praca magisterska z przedmiotów ścisłych zostanie wykonana w drugim semestrze ubiegłego roku.

Studenci będą mieli okazję prowadzić projekty badawcze w University of Trento organizacjach zaangażowanych w studia magisterskie, na innych włoskich lub europejskich uniwersytetach lub w branżach działających w dziedzinie biotechnologii, bioinformatyki i obliczeń.

Przyjęci studenci będą podążać jedną z czterech ścieżek w oparciu o wykształcenie zdobyte w poprzednich studiach. Cztery różne ścieżki oferują uczniom możliwość zintegrowania ich pochodzenia w oparciu o stopień naukowy pierwszego stopnia i indywidualne przygotowanie. W pierwszym, drugim i trzecim semestrze studenci będą uczestniczyć w różnych kursach z naciskiem na zagadnienia biotechnologiczne, obliczeniowe lub fizyczne. Czwarty semestr jest w całości poświęcony przygotowaniu pracy magisterskiej, z systemem rotacji pomiędzy grupami badawczymi.

Kompletny program 120 CFU lub ECTS. Kurs składa się z dwóch ścieżek:

Ścieżka biotechnologiczna

• Biostatystyka
• Programowanie naukowe LUB eksploracja danych*
• Genomika
• Chemia i Biochemia LUB Inżynieria Biotechnologiczna*

Ścieżka ilościowa

• Biologia molekularna komórki
• Chemia i biochemia
• Zaawansowana analiza danych
• Modelowanie i symulacja matematyczna LUB fizyka molekularna**

Electives

• Programowanie naukowe
• Bioinformatyka
• Zaawansowana genomika analizy danych
• Inżynieria biotechnologiczna
• Eksploracja danych
• Fizyka Molekularna
• Modelowanie matematyczne i symulacja
• Biofizyka obliczeniowa
• Podstawy przedsiębiorczości w biotechnologii i farmacji
• Inżynieria wykresów wiedzy na temat przetwarzania sygnałów cyfrowych

Praktyka
Angielski C1
Ostateczna teza

*wybierane przez komisję w trakcie oceny wniosków o przyjęcie.
**wybrane przez studenta.

Efrem Bertini

Celem przedmiotu jest zbudowanie profilu naukowo-zawodowego umożliwiającego zrozumienie złożonych zjawisk biologicznych, modeli matematycznych i komputerowych, a także analitycznych podejść do zjawisk fizycznych.

Absolwenci zostaną przeszkoleni jako eksperci w dziedzinie biologii ilościowej i obliczeniowej ze szczególnym uwzględnieniem biomedycyny.

Zostaną nabyte umiejętności w następujących obszarach

Obszar Biotechnologia, którego celem jest:

• Zapewnienie zaawansowanych umiejętności w zakresie metabolizmu komórkowego i sposobów manipulowania nim za pomocą podejść genetycznych i inżynierii metabolicznej mających zastosowanie zarówno do systemów mikrobiologicznych, jak i do komórek ssaków;
• Dostarczanie wiedzy specjalistycznej w zakresie generowania, analizy, reprezentacji i interpretacji omiki danych (głównie genomiki i transkryptomiki);
• Wykształcenie umiejętności posługiwania się złożonym sprzętem doświadczalnym i związanym z nim oprogramowaniem.

Obszar nauki o informacji, którego celem jest:

• Zapoznanie studentów z rozwiązywaniem problemów obliczeniowych;
• Zapewnienie praktycznych podstaw programowania naukowego;
• Przekazanie podstawowej wiedzy o sieciach biologicznych i umiejętności manipulacji nimi z integracją danych;
• Udostępnianie wiedzy specjalistycznej i wiedzy w celu modelowania i symulacji dynamiki układów biologicznych;
• Udostępnienie wiedzy na temat konkretnych algorytmów zastosowań bioinformatycznych oraz wiedzy na temat opracowywania i wdrażania zasobów bioinformatycznych;
• Zapewnienie wiedzy i umiejętności w zakresie uczenia maszynowego oraz wiedzy praktycznej i teoretycznej na temat konkretnych zastosowań eksploracji danych dla systemów biologicznych.

Obszar matematyczno-fizyczny, którego celem jest:

• Wprowadzenie podstawowych pojęć z zakresu wnioskowania statystycznego na podstawie prawdopodobieństwa;
• Zdobycie wiedzy w zakresie budowy i wykorzystania modeli statystycznych do analizy danych jednowymiarowych i wielowymiarowych, ze szczególnym uwzględnieniem danych biomolekularnych oraz dynamicznych modeli deterministycznych lub stochastycznych do opisu zjawisk biologicznych i biochemicznych;
• Wykształcenie umiejętności budowania numerycznych symulacji komputerowych oraz rozpoznawania potencjału i ograniczeń w stosowaniu modeli;
• Dostarczanie wiedzy z zakresu podstawowych równań mechaniki kwantowej oraz głównych elementów fenomenologii fizyki atomowej i molekularnej,
• Zapoznanie studentów z metodami aproksymacyjnymi w teoretycznym opisie fizyki układów wielociałowych, zdobycie umiejętności krytycznej oceny granic modeli molekularnych;
• Dostarczanie pojęć z zakresu podstaw mechaniki statystycznej i zastosowań układów biomolekularnych, a także technik numerycznych do badania ich właściwości termodynamicznych i kinetycznych.

Roberta Bernardinattiego

Absolwenci biologii ilościowej i obliczeniowej zostaną przeszkoleni w zakresie budowania następujących profili zawodowych:

• Biotechnolog
• Biolog Obliczeniowy
• Bioinformatyka
• Biolog, analityk danych i biologii systemów

Profile charakteryzują się zestawem wspólnych kompetencji, do których dodana jest specjalistyczna wiedza z zakresu biotechnologii, informatyki i/lub matematyki i fizyki.

Absolwenci, przeszkoleni w zakresie ww. zawodów, będą potrafili wykorzystywać publicznie dostępne dane biologiczne oraz ściśle współpracować z biologami, klinicystami, farmakologami, inżynierami i epidemiologami, a także w badaniach eksperymentalnych i m.in. w kontekście przedklinicznym oraz w analizach /laboratoria szpitalne, używając wspólnego języka.

Perspektywa zawodowa absolwentów odbywa się w kontekście publicznych i prywatnych ośrodków badawczych, firm farmaceutycznych, spożywczych i biotechnologicznych, a także w zaawansowanych laboratoriach badań medycznych.

Archiwum UniTrento