تسلط به بیوانفورماتیک: ایمونوانفورماتیک

آنچه یاد خواهید گرفت:

• آشنایی با ایمونولوژی و ایمونوانفورماتیک
• بررسی مختصر واکسینولوژی و واکسینولوژی معکوس 
• راهنمایی عملی در مورد پایپ لاین طراحی واکسن
• آشنایی با پایگاه‌های داده و ابزارهای مختلف در فرآیند طراحی واکسن
• تحلیل عملکردی پروتئین‌های آنتی‌ژنی
• تحلیل ساختار پروتئین‌های آنتی‌ژنی
• پیش‌بینی اپی‌توپ سلول B
• پیش‌بینی اپی‌توپ سلول T
• پیش‌بینی اتصال MHC
• مدل‌سازی آنتی‌ژن
• مدل‌سازی آنتی‌بادی
• داکینگ آنتی‌ژن-آنتی‌بادی

پیش نیازهای دوره

• دانش اولیه ایمونولوژی
• دانش اولیه بیوشیمی
• دانش اولیه زیست‌شناسی مولکولی
• دانش اولیه ژنتیک
• دانش اولیه کامپیوتر
• اینترنت

توضیحات دوره

ایمونوانفورماتیک، که با عنوان ایمونولوژی محاسباتی نیز شناخته می‌شود، رابطی میان علوم کامپیوتر و ایمونولوژی تجربی است. این رشته علمی از رویکردهای ژنومیک با توان بالا و بیوانفورماتیک برای درک اطلاعات ایمونولوژیکی استفاده می‌کند. یکی از کاربردهای اصلی ایمونوانفورماتیک، پیش‌بینی کارآمد و مؤثر آنتی‌ژنیستی و ایمونوژنیستی به روش in-silico در طول توسعه واکسن است.

به طور معمول، آنتی‌ژن‌های واکسن با فناوری مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند. در طول این فرآیند، باید ویروس را در آزمایشگاه کشت داد تا پپتیدهای آنتی‌ژنی خالص‌سازی و کلون شوند. این فرآیند بسیار پرهزینه است زیرا شناسایی پروتئین‌های موجود در ویروس که به عنوان آنتی‌ژن عمل می‌کنند، زمان و تلاش زیادی می‌برد. با این حال، با کمک واکسینولوژی معکوس و با استفاده از پایپ لاین های ایمونوانفورماتیک، می‌توان واکسن‌ها را بدون کشت میکروارگانیسم‌ها و با کمک اطلاعات ژنومی و کامپیوتر تهیه کرد. مزیت اصلی واکسینولوژی معکوس، یافتن اهداف واکسن به سرعت و با کارایی بالا و بدون هزینه زیاد است.

در طول این فرآیند، ابتدا DNA یک ویروس به طور کامل توالی‌یابی می‌شود تا ژن‌های کدکننده پروتئین و سایر اطلاعات عملکردی ژنومی شناسایی شوند. سپس با استفاده از ابزارهای محاسباتی، پروتئین‌هایی با خواص آنتی‌ژنی و ایمونولوژیکی پیش‌بینی می‌شوند. در مرحله بعد، پروتئین‌های آنتی‌ژنی جدید خالص‌سازی شده و به مدل‌های حیوانی تزریق می‌شوند تا پاسخ آنتی‌بادی یا ایمنی را القا کنند. در نهایت، واکسن‌ها با جداسازی قطعات آنتی‌ژنی از حیوانات تولید می‌شوند.

این دوره شما را با دنیای واکسینولوژی معکوس و طراحی محاسباتی واکسن آشنا می‌کند. در طول دوره، ابزارهای مختلف ایمونوانفورماتیک مورد استفاده در پایپ لاین طراحی واکسن پوشش داده خواهند شد. دوره با بازیابی توالی پروتئین آنتی‌ژنی آغاز می‌شود. سپس در بخش تحلیل عملکردی پروتئین آنتی‌ژنی، نگاه دقیق‌تری به آنتی‌ژنیستی، ماهیت آلرژی‌زا و خواص فیزیکوشیمیایی پروتئین‌های آنتی‌ژنی خواهیم داشت. همچنین ویژگی‌های ساختاری پروتئین‌های آنتی‌ژنی مانند ساختارهای ثانویه، دامنه‌ها و موتیف‌ها بررسی خواهند شد. سپس، به تحلیل انواع مختلف اپی‌توپ‌ها در پروتئین‌های آنتی‌ژنی پرداخته می‌شود. در نهایت، ساختار آنتی‌ژن و آنتی‌بادی‌ها مدل‌سازی شده و سپس داکینگ برای تحلیل برهم‌کنش آن‌ها انجام می‌شود.

ساختار دقیق دوره شامل موارد زیر است:

مقدمه - طراحی واکسن و ایمونوانفورماتیک

• مقدمه‌ای بر ایمونولوژی
• مقدمه‌ای بر طراحی واکسن و واکسینولوژی معکوس
• بررسی دوره

تحلیل عملکردی پروتئین‌های آنتی‌ژنی

• پیش‌بینی ساختار اولیه پروتئین آنتی‌ژنی
• پیش‌بینی آنتی‌ژنیستی پروتئین‌های آنتی‌ژنی
• پیش‌بینی ماهیت آلرژی‌زای پروتئین‌های آنتی‌ژنی
• پیش‌بینی خواص فیزیکوشیمیایی پروتئین‌های آنتی‌ژنی

تحلیل ساختاری پروتئین‌های آنتی‌ژنی

• پیش‌بینی ساختار ثانویه پروتئین آنتی‌ژنی
• پیش‌بینی دامنه‌ها و سایت‌های مهم در پروتئین آنتی‌ژنی

پیش‌بینی اپی‌توپ 

• پیش‌بینی اپی‌توپ پیوسته سلول B
• پیش‌بینی اپی‌توپ ناپیوسته سلول B
• پیش‌بینی نواحی ایمونوژنیک در پروتئین آنتی‌ژنی
• پیش‌بینی اپی‌توپ‌های آنتی‌ژن گلیکوپروتئینی
• پیش‌بینی اپی‌توپ سلول T سیتوتوکسیک
• پیش‌بینی اتصال به MHC کلاس I و II
• پیش‌بینی پردازش اپی‌توپ‌های سلول T
• پیش‌بینی ایمونوژنیستی اپی‌توپ‌های سلول T

مدل‌سازی و داکینگ آنتی‌ژن و آنتی‌بادی

• مدل‌سازی خودکار آنتی‌ژن
• مدل‌سازی آنتی‌ژن مبتنی بر هم‌ترازی 
• مدل‌سازی آنتی‌بادی
• داکینگ آنتی‌ژن-آنتی‌بادی

نتیجه‌گیری - طراحی واکسن و ایمونوانفورماتیک

• خلاصه
• بحث مقاله

این دوره ترکیبی منحصربه‌فرد از تئوری و عمل است، که در آن شما تئوری اولیه را می‌آموزید و سپس تحلیل عملی مفاهیم مختلف طراحی واکسن و ایمونوانفورماتیک را انجام می‌دهید. اطمینان داده می‌شود که پس از گذراندن این دوره، دیدگاه شما نسبت به ایمونولوژی و طراحی واکسن بسیار متفاوت خواهد بود. بنابراین، در این دوره شرکت کنید و ببینید که ابزارهای طراحی واکسن و ایمونوانفورماتیک چقدر می‌توانند سرگرم‌کننده، هیجان‌انگیز و ارزشمند باشند. 

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته بیوانفورماتیک
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته ایمونولوژی
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته ویروس‌شناسی
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته باکتری‌شناسی
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته میکروبیولوژی
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته بیوتکنولوژی
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته ژنتیک و مهندسی ژنتیک
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته علوم زیستی
• دانشجویان کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا و همچنین اعضای هیئت علمی و اساتید رشته داروسازی
• دانشمندان بیوتکنولوژی، بیوانفورماتیک و داروسازی از صنعت، دانشگاه و سازمان‌های نظارتی