ماجستير التأهيل والتخصص في المعلوماتية الحيوية BIS

ماجستير التأهيل والتخصص في المعلوماتية الحيوية
  • حول البرنامج
  • قواعد البرنامج
  • مقررات البرنامج
  • الكادر التدريسي

الهدف من البرنامج: 

يهدف برنامج الماجستير في المعلوماتية الحيوية إلى إعداد كادر مهني فني قادر على تسخير وسائل المعلوماتية الحديثة وأدوات الذكاء الصنعي والتعلم العميق واستغلال البرمجيات المتاحة وثيقة الصلة في التنقيب عن البيانات الحيوية، الصغيرة أو الضخمة، المفيدة وتحليلها واستقرائها بغية الاستفادة منها في الاختبارات التشخيصية الطبية ودعم القرار العلاجي للمرضى وتصميم وابتكار أدوية جديدة وتطوير أساليب البحث العلمي الطبي والهندسي والزراعي المعتمد على استخدام التكنولوجيا الجزيئية المتقدمة.   

إن المعلوماتية الحيوية هو علم هجين بين علوم البيولوجيا والتكنولوجيا الحيوية من جهة، وعلوم الحواسيب والبرمجيات من جهة أخرى. ويقدّم برنامج المعلوماتية الحيوية فرصةً هامة للراغبين من طلاب وخريجي الجامعات السورية بتعلم وسائل هذا العلم الحديث والآخذ بالتطور السريع كماً وكيفاً، وفرصةً للتدرب على استخدام هذه الوسائل لاستقراء البيانات الحيوية المتوفرة على الشابكة أو المولَدة في المخابر البحثية الوطنية، كما يعزز المهارات البحثية للدارسين وخاصة في مجال الدراسات الجزيئية المعتمدة على تحليل المادة الوراثية وكشف الطفرات وتصميم الأدوية الحيوية وتصنيف جميع أنواع الكائنات الحية ودراسة تطورها.

وفي العقدين الماضيين، تطورت وسائل المعلوماتية الحيوية بشكل كبير لتواكب الانفجار الهائل في حجم البيانات الحيوية المخزَّنة في الفضاء المعرفي الافتراضي، والناجم عن التطور السريع للتكنولوجيات المولدة لتلك البيانات. وخير مثال على ذلك نشر تسلسل الجينوم البشري والغني جداً بالمعلومات حول الجينات والطفرات والتعددات الشكلية وغيرها، وما تبع ذلك من حاجة ماسة إلى استقراء البيانات الجزيئية واستخدامها في تطوير أدوات تشخيصية للأمراض وفهم أفضل للآليات الجزيئية لها، وتصميم أدوية حديثة وتحليل الصور الحيوية، الأمر الذي ارتقى بأساليب التشخيص والعلاج والوقاية. وتعدّى استخدام وسائل المعلوماتية الحيوية إلى استنباط هجن حيوانية ونباتية جديدة ودراسة تآثراتها مع البيئة المحيطة.

من جهة أخرى، أتاح تراكم البيانات الحيوية الضخمة Big Bio-data على الشابكة المجال لجميع من يمتلكون مهارات المعلوماتية الحيوية لاستقراء تلك البيانات حتى بالنسبة للدول حيث توليد تلك البيانات فيها هو في حدّه الأصغري، كما في سورية. وبالتالي، باتت الحاجة ماسة إلى خلق كتلة حرجة من المعلوماتيين الحيويين Bioinformaticians، وإيجاد فرص عمل عديدة جداً في هذا المجال عالمياً وإقليمياً، علماً بأن هذه الحاجة هي في تصاعد غير مسبوق نظراً لتطور التكنولوجيا التي تختصر زمن التحليل وتوليد البيانات بشكل كبير جداً. على سبيل المثال، استغرقت سَلسَلة عينة واحدة من الجينوم البشري 13 سنة وكلّف العمل 3 مليارات دولار، واليوم تُمكِن سَلسَلة عينة مشابهة في غضون ثلاثة أيام وبكلفة تقارب ألف دولار فقط. كل ذلك سيفضي حتماً إلى أن العائق الأهم في تطور العلوم الطبية والحيوية هو ليس تكنولوجيا، بل يكمن العامل المحدِّد في عدد المؤهَّلين والمدرَّبين في مجال المعلوماتية الحيوية الذين سيستقرئون تلك البيانات ويربطونها مع القرارين التشخيصي والعلاجي. خاصةً، وأن الوسائل والتطبيقات تتعدّى دراسة تركيب المادة الوراثية DNA نفسها إلى تحليل التعبير الجيني للمورثات ودراسة جزيئات الرنا RNA والبروتينات وغيرها من بيانات يمكن تحويلها ومعالجتها رقمياً.

ومما سبق كله، تبرز أهمية برنامج التأهيل والتخصص في المعلوماتية الحيوية محلياً في تخريج متدربين كفوئين في هذا المجال، خاصة وأن هذا البرنامج غير موجود في أيّ من الجامعات السورية، الحكومية أو الخاصة، وبذلك يعدّ البرنامج الحالي تأسيسيا لهذا العلم وتطبيقاته في الجمهورية العربية السورية. كما يتيح البرنامج تأهيل الكوادر التدريسية الضرورية لنشر ثقافة هذا العلم في الجامعات الحكومية والخاصة، وبما يلبي احتياجات القطاع الصحي في مخابر المشافي والمخابر الخاصة ومخابر الأبحاث في المؤسسات الأكاديمية والبحثية السورية على حد سواء، ويحقق احتياجات المجتمع السوري.

وأخيراً، يمثّل التعليم الافتراضي بيئة حاضنة مناسبة وفرصة متميزة للتدرب على استخدام البرمجيات وثيقة الصلة، سواءً تلك المتاحة مجاناً على الشابكة، أو البرمجيات التي يمكن تخصيصها لاحقاً لطلاب البرنامج عبر الجامعة الافتراضية. 

محصلات التعلم:

‌أ- على صعيد المعرفة والفهم Knowledge & Understanding:

يتطرق البرنامج إلى العديد من المبادئ والأسس والمصطلحات الحديثة التي تشكل قاعدة أساسية لخريج برنامج المعلوماتية الحيوية الذي سيكون ملمّاً بالآتي عند الانتهاء من البرنامج:

1- فهم مبادئ البيولوجيا الجزيئية والخلوية وأساسيات علم الوراثة.

2- فهم مبادئ المعلوماتية الحيوية والمجالات المعرفية والمهنية والبحثية في المعلوماتية الحيوية.

3- معرفة مبادئ الخوارزميات المستخدمة في بناء برمجيات التنقيب عن البيانات وتحليلها وتصنيفها.

4- فهم التطبيقات المختلفة للمعلوماتية والإحصاء.

5- فهم إدارة وتخزين البيانات الحيوية والتعامل معها.

6- فهم مبادئ الذكاء الصنعي والتكنولوجيا المتقدمة المستخدمة في توليد البيانات الحيوية الرقمية.

7- معرفة بعض المجالات التخصصية في التكنولوجيا والمعلوماتية الحيوية.

8- فهم التآثرات بين الجزيئات الحيوية من منظور بانورامي وأسس البرمجيات التي تمكّن من تحليل ذلك.

9- التعرف على إحدى اللغات البرمجية الأكثر شيوعاً والمستخدمة في المعلوماتية الحيوية.

10- معرفة مبادئ وطرائق البحث في مجال المعلوماتية الحيوية والبيولوجيا الحاسوبية.

11- إدراك البنى الجزيئية للمادة الوراثية والبروتينات وطرق تحليلها وتركيبها.

‌ب- على صعيد المقدرات الذهنية Intellectual Abilities:

عند الانتهاء من برنامج المعلوماتية الحيوية سيكون الخريج قادراً على:

1- تطبيق المهارات المعرفية في التنقيب عن البيانات الحيوية وتحليلها واستقرائها.

2- الاستخدام الرشيد للبرمجيات الحيوية وتطويعها بما يلائم الغايات البحثية والتحليلية.

3- استقراء البيانات الحيوية وتمييز الأنماط المستنبطة منها.

4- استشراف تأثير التغيرات البيئية المحيطة بالخلية على التبدلات الجزيئية عبر الوسائل المعلوماتية.

5- تطبيق وسائل الذكاء الصنعي وتعلم الآلة لتحليل البيانات الجزيئية الحيوية.

6- تطبيق مهارات التفكير الناقد ومهارات حل المشكلات.

7- ممارسة مهارات التعلم الذاتي.

8- تصميم مقترح بحثي متكامل العناصر.

  • على صعيد المهارات العملية Practical Skills:

عند الانتهاء من برنامج المعلوماتية الحيوية، سيكون الخريج قادراً على القيام بالآتي:

1. امتلاك الخبرة في التعامل مع وسائل المعلوماتية الحيوية.

2. استخدام الوسائل الضرورية لتقييم الأبحاث والأدبيات المتصلة بالمعلوماتية الحيوية

3. تقديم وحفظ والتعامل مع البيانات الحيوية الرقمية.

4. عرض حلول معلوماتية مناسبة قابلة للتطبيق للمسائل الحيوية والتحليلية.

5. جمع نتائج تحليلات المعلوماتية الحيوية وتحليلها ونقدها لتكوين صورة متكاملة للمعلومات الناتجة.

6. قراءة المخططات واختيار التمثيل البياني الأنسب لمجموعة من البيانات.

7. حل بعض المشكلات الرقمية الحاسوبية.

8. التخطيط وتنفيذ تقرير في مشروع بحثي صغير.

9. اختيار الطرق الاحصائية (المعلمية واللامعلمية) المناسبة لاختبار الفروق الهامة إحصائياً.

  • على صعيد المهارات العامة القابلة للانتقال General Transferable Skills:

يتوقع من الطالب أن يمتلك مجموعة من المعارف والمهارات والقيم، منها:

  1. القدرة على استخدام الحاسوب بشكل ممتاز والتواصل الفاعل عبر الشابكة.
  2. القدرة على عرض النتائج والمناقشة شفهياً وكتابياً.
  3. التمكن من استخدام الحاسوب بشكل فاعل ومفيد
  4. القدرة على العمل ضمن فريق.
  5. القدرة على العمل بشكل مستقل وفاعل في المشروع البحثي.
  6.  تعلم أخلاقيات البحث العلمي ومعاييرها وإدراك أهمية المجالس/اللجان المؤسساتية للمراجعة.

قائمة المقررات الدراسية: 

الخطة الدراسية:

 

  • المقررات الإلزامية: وعددها عشرة مقررات، يضاف لها المشروع، وهي:

اسم المقرّر

رمز المقرر

تصنيف المقرّر

الأسبقيات

الوحدات المعتمدة

البيولوجيا الجزيئية للخلية وعلم الوراثة

Molecular Cell Biology and Genetics

MCBG

إلزامي

-----

6

أساسيات المعلوماتية الحيوية وتحليل البيانات

Fundamentals of Bioinformatics and Data Analysis

FBDA

إلزامي

-----

6

طرائق المعلوماتية الحيوية والخوارزميات

Methods in Bioinformatics and Algorithms

MBA

إلزامي

-----

6

الإحصاء الحيوي Biostatistics

BSS

إلزامي

-----

6

مصادر المعلومات وتقنيات التنقيب عن البيانات

Information Resources and Data Mining Techniques

IRDM

إلزامي

FBDA/MBA

6

الذكاء الصنعي وتعلم الآلة في التطبيقات البيولوجية

Artificial Intelligence and Machine Learning in biological applications

AIML

إلزامي

MBA

6

تآثرات الجزيئات الحيوية: النظريات والطرائق

BioMolecular Interactions: Theories and Methods

BITM

إلزامي

MCBG

6

المعلوماتية الحيوية المتقدمة Advanced BioInformatics

ABI

إلزامي

FBDA/MBA

6

المعلوماتية الحيوية للبروتينات والبنى

Protein and Structural BioInformatics

PSBI

إلزامي

FBDA

6

أساليب البحث العلمي Scientific Research Methodologies

SRM

إلزامي

BSS

6

مشروع الماجستير Master Project

BIP

إلزامي

النجاح في 60 وحدة على الأقل.

30

 

ب- المقررات الاختيارية: عددها أحد عشر مقرراً، يدرس الطالب منها خمسة مقررات.

اسم المقرّر

رمز المقرر

تصنيف المقرّر

الأسبقيات

الوحدات المعتمدة

التصميم الرشيد والتحديد البنيوي للجزيئات الفعالة حيوياً

Rational Design and Structural Characterization of Bioactive Molecules

RDSC

اختياري

-----

6

التقانة الحيوية الخلوية والجزيئية المتقدمة

Advanced Molecular and Cellular Biotechnology

AMCB

اختياري

MCBG

6

التقانة الحيوية المتقدمة للخلية النباتية

Advanced Plant Cell Biotechnology

APCB

اختياري

MCBG

6

هندسة البروتين وعلم الإنزيمات الجزيئي

Protein Engineering and Molecular Enzymology

PEME

اختياري

MCBG, MBA

6

التصوير الحيوي وتحليل الصور

Bioimaging and Image Processing

BIMP

اختياري

-----

6

الاستراتيجيات الجزيئية في ضبط الأمراض المسببة بالطفيليات والنواقل

Molecular Strategies in Control of Parasites and Vector-Borne Diseases

MSPD

اختياري

-----

6

الشبكات العصبونية والتعلم العميق

 Neural Network and Deep learning

NNDL

اختياري

AIML

6

هندسة البرمجيات

Software Engineering

SE

اختياري

-----

6

بيولوجيا المنظومات Systems biology

SB

اختياري

BITM

6

التهجين الجزيئي ووراثيات النبات

Molecular breeding and plant genetics

MBPG

اختياري

MCBG

6

علم تأثير الأدوية المجيني Pharmacogenomics

PHG

اختياري

MCBG

6

 

 

المادة 14- الخطة الدراسية الاسترشادية للبرنامج:

الفصل

اسم المقرّر

الرمز

تصنيف المقرّر

الأسبقيات

الأول

البيولوجيا الجزيئية للخلية وعلم الوراثة

MCBG

إلزامي

-----

أساسيات المعلوماتية الحيوية وتحليل البيانات

FBDA

إلزامي

-----

طرائق المعلوماتية الحيوية والخوارزميات

MBA

إلزامي

-----

الإحصاء الحيوي

BSS

إلزامي

-----

مقرر اختياري مبين في المادة / 13/ يمكن للطالب اختياره منها

RDSC/ MSPD / SE

الثاني

مصادر المعلومات وتقنيات التنقيب في البيانات

IRDM

إلزامي

FBDA + MBA

الذكاء الصنعي وتعلم الآلة في التطبيقات البيولوجية

AIML

إلزامي

MBA

تآثرات الجزيئات الحيوية: النظريات والطرائق

BITM

إلزامي

MCBG

مقرران اختياريان يمكن للطالب الاختيار منها وفقاً للأسبقيات المحددة في المادة / 13 /

 AMCB / APCB / BIMP / PHG

الثالث

المعلوماتية الحيوية المتقدمة

ABI

إلزامي

MBA/FBDA

المعلوماتية الحيوية للبروتينات والبنى

PSBI

إلزامي

FBDA

أساليب البحث العلمي

SRM

إلزامي

BSS

مقرران اختياريان يمكن للطالب الاختيار منها وفقاً للأسبقيات المحددة في المادة / 13 /

PEME / SB / MBPG/ NNDL

الرابع

مشروع الماجستير

BID

إلزامي

النجاح في 60 وحدة على الأقل.

 

 

مدرسي البرنامج: