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Computational and Systems Biology
the field of computational and systems biology represents a synthesis of ideas and approaches from the life sciences, physical sciences, computer science, and engineering. Avanços recentes na biologia, incluindo o Projeto Genoma Humano e abordagens maciçamente paralelas para sondar amostras biológicas, criaram novas oportunidades para entender os problemas biológicos a partir de uma perspectiva de sistemas. Modelagem de sistemas e design são bem estabelecidos em disciplinas de engenharia, mas são mais recentes em biologia. Os avanços na biologia computacional e dos sistemas requerem equipes multidisciplinares com habilidade na aplicação de princípios e ferramentas de engenharia e Ciência da computação para resolver problemas em biologia e medicina. Para fornecer educação neste campo emergente, o programa Computational and Systems Biology (CSB) integra as disciplinas de renome mundial do MIT em biologia, engenharia, matemática e Ciência da computação. Os graduados do programa estão unicamente preparados para fazer novas descobertas, desenvolver novos métodos e estabelecer novos paradigmas. Eles também estão bem posicionados para assumir papéis de liderança crítica tanto no meio acadêmico quanto na indústria, onde este campo está se tornando cada vez mais importante.
CSB at MIT
Computational and systems biology, as practiced at MIT, is organized around “the 3 Ds” of description, distillation, and design. Em muitos programas de pesquisa, a coleta sistemática de dados é usada para criar descrições detalhadas de nível molecular ou celular de um sistema em um ou mais estados definidos. Dada a complexidade dos sistemas biológicos e o número de componentes interação e parâmetros, modelagem de sistema é muitas vezes realizado com o objetivo de destilar o essencial ou o mais importante subsistemas, componentes e parâmetros, e de obtenção de modelos simplificados que retêm a capacidade de prever com precisão o comportamento do sistema sob uma ampla gama de condições. A destilação do sistema pode aumentar a interpretação dos modelos em relação aos princípios evolutivos e de engenharia, tais como robustez, modularidade e evolutibilidade. Os modelos resultantes também podem servir para facilitar o design racional de perturbações para testar a compreensão do sistema ou para mudar o comportamento do sistema (por exemplo, para intervenção terapêutica), bem como esforços para projetar sistemas ou sistemas relacionados compostos por componentes biológicos similares.
faculdade e investigação do CSB
mais de 70 membros da faculdade do Instituto participam na iniciativa de Biologia Computacional e de Sistemas (CSBi) do MIT. Estes investigadores abrangem quase todos os departamentos da Escola de Ciência e da Escola de Engenharia, proporcionando aos estudantes CSB a oportunidade de prosseguir a investigação de tese em uma grande variedade de laboratórios diferentes. Também é possível para os alunos organizar projetos de tese colaborativa com supervisão conjunta de membros do corpo docente com diferentes áreas de especialização. As áreas de investigação activa incluem a biologia computacional e a bioinformática, as redes de genes e proteínas, a genómica regulamentar, a Biofísica molecular, a engenharia de instrumentos, a engenharia celular e tecidular, a toxicologia preditiva e a engenharia metabólica, a imagiologia e a informática de imagem, a nanobiologia e os microssistemas, o design biológico e a biologia sintética, a biologia dos neurossistemas e a biologia do cancro.
o programa de doutorado CSB
o programa de Doutorado CSB é um programa de todo o Instituto que foi desenvolvido conjuntamente pelos departamentos de Biologia, Engenharia Biológica e Engenharia Elétrica e Ciência da Computação. O programa integra biologia, engenharia e computação para resolver problemas complexos em sistemas biológicos, e os estudantes de doutorado CSB têm a oportunidade de trabalhar com a faculdade CSBi de todo o Instituto. O currículo tem uma forte ênfase no material fundamental para incentivar os alunos a se tornarem criadores de ferramentas e tecnologias futuras, em vez de meramente praticantes de abordagens atuais. Os candidatos devem ter um grau de graduação em biologia (ou um campo relacionado), Bioinformática, química, ciência da Computação, Matemática, Estatística, Física, ou uma disciplina de engenharia, com graus de dupla ênfase incentivados.
CSB Graduate Education
All students pursue a core curriculum that includes classes in biology and computational biology, along with a class in computational and systems biology based on the scientific literature. As eletivas avançadas em Ciência e engenharia aumentam a amplitude e profundidade da educação de cada aluno. Durante seu primeiro ano, além do curso, os estudantes realizam rotações em vários grupos de pesquisa para obter uma maior exposição ao trabalho na fronteira deste campo, e para identificar um laboratório adequado para realizar pesquisas de tese. Os alunos do CSB também servem como assistentes de ensino durante um semestre do segundo ano para continuar a desenvolver suas habilidades de ensino e comunicação e facilitar suas interações entre as disciplinas. Os alunos também participam da formação na condução responsável da pesquisa para prepará-los para as complexidades e demandas da pesquisa científica moderna. A duração total do programa, incluindo trabalho em classe, exames de qualificação, pesquisa de tese, e preparação da tese é de aproximadamente cinco anos.
currículo
o currículo do CSB tem duas componentes. O primeiro é um núcleo que fornece conhecimento fundamental da biologia e da biologia computacional. O segundo é um programa personalizado de eletivas que é selecionado por cada aluno em consulta com os membros do Comitê de pós-graduação CSB. O objectivo é permitir aos estudantes uma ampla margem de manobra na definição da sua área de interesse individual, proporcionando ao mesmo tempo supervisão e orientação para garantir que a formação seja rigorosa e completa.
currículo de base
o currículo de base consiste em três disciplinas de sala de aula mais um conjunto de três rotações de investigação em diferentes grupos de investigação. Os temas da sala de aula se enquadram em três áreas descritas abaixo.
biologia moderna (um assunto): um termo de biologia moderna no MIT fortalece a base de biologia de todos os alunos do programa. Os indivíduos em bioquímica, genética, biologia celular, biologia molecular, ou neurobiologia cumprem este requisito. O curso particular feito por cada aluno dependerá de sua formação e será determinado em consulta com os membros do Comitê de pós-graduação.
Computational Biology( One Subject): a term of computational biology provides students with a background in the application of computation to biology, including analysis and modeling of sequence, structural, and systems data. Este requisito pode ser cumprido por 7,91 / 20.490 fundações da Biologia Computacional e dos sistemas.
Topics in Computational and Systems Biology (One Subject): Todos os alunos do primeiro ano do programa participam em /7.89 tópicos em Biologia Computacional e de sistemas, uma exploração de problemas e abordagens no campo da biologia computacional e de sistemas através de discussão em profundidade e análise crítica de trabalhos de pesquisa primária selecionados. Este assunto é restrito a estudantes de primeiro ano de doutorado em CSB ou áreas relacionadas, a fim de construir uma comunidade forte entre a classe. É o único sujeito no programa com tal limitação.
Rotações De Grupos De Investigação (Três Rotações): Para ajudar os alunos com a seleção de laboratório e fornecer uma série de atividades de pesquisa em Biologia Computacional e de Sistemas, os alunos participam de três rotações de pesquisa de um a dois meses de duração durante seu primeiro ano. Os estudantes são incentivados a ganhar experiência em abordagens experimentais e computacionais tomadas em diferentes disciplinas no MIT.
Electivas avançadas
a necessidade de quatro electivas avançadas é concebida para desenvolver a largura e a profundidade. As eletivas adicionam à base do núcleo diversificado e contribuem com força em áreas relacionadas ao interesse dos estudantes e direção de pesquisa. Para desenvolver a profundidade, duas das quatro eletivas avançadas devem estar na mesma área de pesquisa ou departamento. Para desenvolver amplitude, pelo menos uma das Eletivas deve estar na engenharia e pelo menos uma na ciência. Cada aluno projeta um programa de eletivos avançados que satisfaz os requisitos de distribuição e área em estreita consulta com os membros do Comitê de pós-graduação.
Indivíduos Adicionais: Como é típico para estudantes em outros programas de doutorado no MIT, os estudantes de doutorado CSB podem ter aulas além do núcleo diversificado exigido e eletivos avançados descritos acima. Estas disciplinas adicionais podem ser usadas para adicionar amplitude ou profundidade ao currículo proposto, e podem ser úteis para explorar tópicos avançados relevantes para a pesquisa de tese do estudante em anos posteriores. O Comitê de Pós-Graduação da CSB trabalha com cada estudante graduado para desenvolver um caminho através do currículo apropriado para seus antecedentes e interesses de pesquisa.Formação na condução responsável da investigação: Ao longo do programa, espera-se que os alunos participem de workshops e outras atividades que proporcionem treinamento na condução ética da pesquisa. Isto é particularmente importante em áreas interdisciplinares como a biologia computacional e dos sistemas, onde diferentes disciplinas têm muitas vezes filosofias e convenções muito diferentes. No final do quarto ano, os alunos terão cerca de 16 horas de treinamento na condução responsável da pesquisa.Exames De Qualificação: Além do curso e de uma tese de pesquisa, cada aluno deve passar por um exame escrito e oral de qualificação no final do segundo ano ou início do terceiro ano. O exame escrito envolve a preparação de uma proposta de investigação baseada na investigação de tese do estudante e a apresentação da proposta ao Comité de exame. Este processo fornece uma base sólida para a pesquisa de tese, incorporando novas ideias de pesquisa e refinamento do escopo do projeto de pesquisa. O exame oral baseia-se no trabalho realizado e na literatura publicada relacionada. Os exames de qualificação são projetados para desenvolver e demonstrar profundidade em uma área selecionada (a área da pesquisa de tese), bem como a amplitude do conhecimento em todo o campo da biologia computacional e de sistemas.Pesquisa de Tese: A pesquisa será realizada sob a supervisão de um membro do corpo docente da CSBi, culminando na apresentação de uma tese escrita e sua defesa oral perante o Comitê de defesa da comunidade e tese. No segundo ano, um estudante terá formado um comitê consultivo de tese com o qual se reunirão anualmente.
