برنامة آموزشی رشتة میکروبیولوژی پزشکی دریایی
(مقطع دکترای تخصصی)

تعریف
میکروبیولوژی پزشکی دریایی یک رهیافت میان رشته‌ای است که تلاش می‌کند دستاوردهای دانش میکروبیولوژی را که در جستجوی شناخت میکروب‌های دریایی (ویروس‌ها، آرکیا، باکتری‌ها و یوکاریا) است را با علوم زیست پزشکی که بر پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری‌های عفونی متمرکز هستند پیوند دهد. از سوی دیگر، این رشتة جدید علمی، از شیوه و رهیافت‌های دانش زیست فناوری دریایی برای بکارگیری میکروب‌ها، متابولیت‌ها و مواد فعال زیستی آن‌ها در علوم بالینی و بهبودی سلامت انسان‌ها استفاده می‌کند. از زاویة دیگر نیز اثر میکروب‌ها در چرخه‌های زیست زمین شیمی (biogeochemical) عناصر گسترة دریاها و اقیانوس‌ها، نقش میکروب در شبکة غذایی دریایی و اثرات سودمند و مضر آن‌ها در اکوسیستم‌های دریایی که با سلامت انسان‌ها در ارتباط هستند، به مطالعه می‌پردازد.

فلسفه (ارزش‌ها و باورها)

• تولید علم در گستره‌های علوم زیست پزشکی دریایی
• ارتقاء دانش ملی در عرصه‌های جدید
• اخلاق زیستی و زیست محیطی و توجه به کرامت انسانی
• گام زدن در مرز ناشناخته‌ها به شیوة میان رشته‌ای
• گسترش زمینه نوآوری و خلاقیت در علوم زیست پزشکی دریایی
• آموزش مشارکتی و فعالانه به شیوة مبتنی بر پژوهش
• رهیافت سیستمی به برهم‌کنش‌های انسان و زیست کره
• ارتقاء سلامت عادلانة انسان‌ها
• نگاه ویژه به اقتصاد دانایی محور
• پافشاری بر انتقال و گسترش فناوری‌های برتر
• باور بر مدیریت دانش
• رشد و توسعه بر پایة توسعة پایدار

چشم انداز (Vision)
ما در دو دهة آینده از کشورهای پیشرو در تولید دانش و آموزش در گسترة علوم وابسته به میکروبیولوژی پزشکی دریایی در غرب آسیا خواهیم بود.

مأموریت (Mission) تربیت نیروی پژوهشگر که دارای دانش کافی در گسترة میکروبیولوژی دریایی بوده و می‌توانند با مطالعة تمرکز یافته بر بیولوژی میکروارگانیسم‌های دریایی فعالیت نموده و با بررسی پاتوژن‌های میکروبی دریازی، به بررسی روابط پیچیدة آن‌ها با انسان در اکوسیستم‌های دریایی پرداخته و از این طریق در پیشگیری و تشخیص و درمان بیماری‌های مربوطه، دانشمندان علوم بالینی را یاری نمایند.

اهداف رشتة میکروبیولوژی پزشکی دریایی (Objectives)
از دانش آموختگان رشتة میکروبیولوژی پزشکی دریایی چندین انتظار می‌رود که با داشتن دانش و اطلاعات برجسته و تخصصی در جنبه‌های گوناگون علم میکروبیولوژی پزشکی در عرصة دریا، نیازمندی‌های جامعة انسانی را در این ارتباط برآورده نمایند.

اهداف

• الف) برنامه ریزی آموزشی بر پایة پژوهش، برای نیل به کیفیت مقبول و مورد انتظار در علم میکروبیولوژی دریا بر اساس استانداردهای بین المللی
• ب) ایجاد محیطی رقابتی و میان رشته‌ای برای رشد دانشجویان مستعد ی نیل به دانش عالی در زمینة میکروبیولوژی دریایی و علوم زیست پزشکی جهت پیشبرد اندیشه‌های نوآورانه در عرصة شناخت و کاربرد میکروارگانیسم‌های دریازی در گستره‌های سلامت و بهداشت
• ج) گسترش دانش پزشکی دریایی با شناخت ارتباطات پیچیدة حاکم بر میکروب ها، انسان و بیوسفر
• د) کشف داروها شیوه‌های درمانی نوین بر پایة میکروبیولوژی دریا جهت ابتلاء به بیماری‌های مزمن و دشوار درمان

دستیابی این اهداف، به فراهم بودن مواد زیر بستگی دارد:

1. سیاستگذاران عرصة آکادمیک که به اهداف مذکور ایمان داشته و سرمایه گذاری‌های نوین و پرخطر را در این زمینه پذیرا باشند.
2. تجهیزات و استرس به فناوری‌های برترو پیشرفته برای کاربرد علوم بیولوژی ملکولی در عرصه‌های شناخت میکروارگانیسم‌های دریازی
3. تجهیزات سطحی و زیرسطحی برای کاوش و جستجو در دریا و اقیانوس
4. همکاری‌های میان رشته‌ای
5. دیدگاه و تفکر سیستمی در پیوند علوم زیست پزشکی و علوم دریایی، اقیانوس شناسی، زیست زمین شیمی، اکولوژی، فیزیولوژی، بیولوژی ملکولی، بیوانفورماتیک و رشته‌های وابسته دیگر

حدود دورة آموزش
چهار سال

تاریخچة و سیر تکاملی میکروبیولوژی پزشکی دریایی

پس از جنگ جهانی دوم، گسترة اقیانوس‌ها در ورای مسائل اقتصادی و استراتژیک اهمیت یافتند و اکتشافات عمده‌ای در سطح جهانی برای شناخت اقیانوس‌ها انجام گردید که به عصرطلایی اقیانوس شناسی مشهور است. در راستای این پژوهش، توجه به دنیای میکروب‌های دریایی با کشف جوامع باکتریایی ترموفیلیک که در کف اقیانوس آرام جنوبی در 250 درجة سانتیگراد زندگی می‌کردند، آغاز گردید و باکتری فعال سنتز کننده شیمیایی که مواد ارگانیک (عمدتاً پروتئینی) را در کف اقیانوس‌ها در منطقه‌ای موسوم به black smalers تولید می‌کردند، پژوهش‌های میکروبیولوژی دریایی را شتاب دادند. مجموعه پژوهش‌های ژاکسکوستومی فرانسوی در کف اقیانوس‌ها با زیردریایی اکتشافی آلوین موجب جلب توجه پژوهشگران به گسترة ناشناختة اقیانوس‌ها شد.

در نیمة دوم قرن پنجم نیز موضوع حفظ حیات وحش دریایی در کنار مسائل اقتصادی و دفاعی برجسته شدند که در نگاه عالمانه و پژوهشگرانه به دریا اثر گذاشت. مطالعات و پژوهش‌های آقای کلودای زوبل در نیمة اول قرن بیستم موجب معرفی علم باکتریولوژی دریایی گردید که در مقاله‌ای که آقای زوبل در سال 1947 در آنال‌ریو بیوشیمی به چاپ رساند میکروبیولوژی دریایی را مطالعة میکروارگانیسم‌هایی که در آب شور زندگی می‌کنند، تعریف کرد. این در حالی بود که دو تا سه دهه پیش از این اقیانوس را فاقد میکروارگانیسم می‌انگاشتند. مطالعات دانشمندان شوروی در انیستیتو میکروبیولوژی آکادمی علوم موجب شکل گیری بخش میکروبیولوژی دریایی در این آکادمی گردید که باکتری‌ها و مخمرها را از سراسر اقیانوس‌ها جهان گردآوری نمودند. با رشد دانش میکروبیولوژی در توامان با رشد دانش اقیانوس شناسی، به نقش برجستة میکروب‌های درمانی در تثبیت کربن و گازهای گلخانه‌ای، در پیدایش ترکیبات مختلف آلی و نقش آن‌ها در زنجیرة غذایی و سلامت و بیماری انسان‌ها پرداخته شد. کشف ویبریوها و بیماری زایی آن‌ها در انواع و اقسام عفونت‌های دریایی، راه را به سوی میکروبیولوژی پزشکی دریا باز نمود. کارهای ریتاکولول در کنترل اپیدمی وبا از طریق سنجش از راه دور و تصاویر ماهواره از اقیانوس‌ها، اهمیت اکوسیستم‌های دریایی را در چرخة بیماری‌های عمدة واگیر نشان داد. امروزه فعالیت‌های میکروبیولوژی دریایی به شناسایی میکروارگانیسم‌های پروکاریوتیک و یوکاریوتیک دریایی و نقش برجستة آن‌ها در سازوکارهای زیست محیطی اقیانوس‌ها و زیست زمین شیمی و اکولوژی دریاها معطوف شده است. از سوی دیگر در بخش‌های میکروبیولوژی دریایی که عمدتاً در مراکز تحقیقات زیست فناوری دریایی شکل گرفته‌اند، (مانند مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی دریایی و زیست پزشکی در سانتیگو کالیفرنیا و دانشگاه مریلند) به کاربرد میکروارگانیسم‌های دریایی در تولید مواد فعال زیستی و محصولات با ارزش متمرکز یافته‌اند. در سراسر جهان، به ویژه آمریکای شمال، اروپا و جنوب شرقی آسیا، در مراکز تحقیقاتی و دانشگاه‌های مربوطه درجة کارشناسی ارشد و دکتری در میکروبیولوژی دریایی ارائه می‌شود که یکی از برجسته ترین آن‌ها دانشکدة بین المللی میکروبیولوژی دریایی ماکس پلانک (marmic) است که در یک برنامة ترکیبی به تربیت نیروی پژوهشگر در مقطع PhD در عرصة میکروبیولوژی دریایی می‌پردازد.

پژوهش‌های میکروبیولوژی با پژوهش‌های پرفسور لطفعلی حقیقی درسال 1978 در خلیج فارس با جداسازی ویبریو آلژنیتیکوس آغاز گردید. در دهة 1990 و 2000 نیز این پژوهش‌ها در خلیج فارس با جداسازی گونه‌های مختلف ویبریو از آب، پلانکتون‌ها و زیستمندان دریایی خلیج فارس بخش بیوتکنولوژی دریایی دانشگاه علوم پزشکی بوشهر ادامه یافت. چاپ کتاب پزشکی دریایی توسط دکتر ایرج نبی پور و اختصاص یک فصل از کتاب به عفونت‌های دریایی برای نخستین بار در این کتاب، موجب معرفی علم میکروبیولوژی پزشکی دریا در سطح کشور گردید. در یک فراگرد کلی، هرچند در سراسر جهان به آموزش رشته میکروبیولوژی دریایی بر می‌خوریم ولی در هیچکدام یک از این بخش‌ها به صورت ویژه به میکروبیولوژی پزشکی دریایی نپرداخته‌اند و امید است بتوان با راه اندازی این رشته در جنوب کشور، به تولید دانش بومی و ارائه آن در سطح جهانی اقدام نمود.

مهارت و وظایف دانش آموختگان

1. شناخت میکروارگانیسم‌های دریایی و تنوع زیستی آن‌ها
2. شناخت ارتباطات گسترده و پیچیده میان میکروارگانیسم‌های، انسان، زیست کره
3. توانایی نشر علم تولید یافته در زمینة میکروبیولوژی دریا در مطبوعات و رسانه پزشکی
4. ارائه مشاوره‌های تخصصی به متخصصین رشته‌های دیگر، به ویژه دانشمندان علوم بالینی و مدیران گسترة سلامت
5. کسب مهارت‌های آزمایشگاهی، بیولوژیک ملکولی و بیوانفورماتیک و اقیانوس شناسی برای هم جوشی داده‌های بیولوژیک، ژنومیک و پروتومیک در پژوهش‌های بنیادی
6. توانایی آنالیز داده‌های ملکولی بیماری‌های میکروبی برخاسته از دریا
7. تدوین پژوهش‌های میدانی، متاآنالیز و بررسی سیستماتیک در زمینة میکروبیولوژی
8. رویکرد دریا و اقیانوس
9. توانایی به کارگیری و شناسایی شیوه‌های جدید ملکولی برای شناسایی میکروارگانیسم‌های دریایی
10. یافت حلقه‌های اکولوژیک پیرامون زنجیره پاتوژن، بیماری و محیط زیست دریایی
11. توانایی تفکر نقادانه در ترکیب و خلق داده‌ها میان رشته‌ای در عرصه‌های علوم زیست پزشکی و اقیانوس شناسی، بیوانفورماتیک، زیست زمین شیمی، الکولوژی، بیولوژی ملکولی و رشته‌های وابسته
12. توانایی آموزش مفاهیم میکروبیولوژی دریایی در مقطع گوناگون آموزشی در رشته‌های پزشکی و پیراپزشکی
13. کمک به مدیریت و کنترل بیماری‌های واگیر با تحلیل موشکافانة روند مشکل گیری
14. حلقة پاتوژن - بیماری و ترسیم چرخه‌های پاتوژنز و سیر طبیعی بیماری‌های واگیر برخاسته از اکوسیستم‌های دریایی
15. انجام پژوهش‌های بنیادی و کاربردی در عرصة میکروبیولوژی دریایی در کلاس جهانی
16. شناسایی عوامل خطرساز میکروبی بر اساس تحلیل روند‌های محیطی، ژنتیکی و ملکولی حاکم بر فرآیندهای بیماری در محیط‌های آب شور
17. قدرت تحلیل و پیش بینی بیماری‌های نوپدید و بازپدید دریایی بر اساس مدل‌های پیچیدة حاکم بر بیولوژی سیستمی با ابزار بیوانفوماتیک
18. توانایی یافت نقش پیچیدة بیولوژیک ملکولی، ژنتیک، اکولوژی، ریاضیات و روند‌های اپیدمیولوژیک و زیست محیطی در ایجاد و تکامل بیماری‌های واگیر در عرصة دریا
19. آشنایی با توان کاربردی میکروارگانیسم‌های دریایی در عرصه‌های زیست فناوری
20. شناخت توان دارویی و مواد فعال زیستی میکروارگانیسم‌های دریایی

درآمدهای مورد انتظار
از دانش آموختگان رشتة میکروبیولوژی دریایی موارد ذیل انتظار می‌رود:

• تدوین و انجام پژوهش‌های میان رشته‌ای در فصل مشترک دانش میکروبیولوژی دریایی، اقیانوس شناسی، علوم زیست پزشکی، بیولوژی ملکولی، زیست زمین شیمی، علوم سلامت، بیوانفورماتیک، اکولوژی، علوم بالینی
• مشارکت در تیم علمی میان رشته‌ای برای حل مسائل مرتبط با سلامت و بیماری در
• عرصة دریا
• شناخت عوامل پاتوژن میکروبی (آرکیا، ویروس، باکتری‌ها و یوباکتریا) آب‌های شور در دریاها و اقیانوس‌ها
• مشارکت در پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری‌های عفونی وابسته به دریا
• شناسایی عوامل پاتوژن میکروبی بیماری‌های واگیر نوپدید و باز پدید برخاسته از دریا و یا بیماری‌های انسانی که عوامل پاتوژنتیک آن‌ها بخشی از چرخة خود را در آب‌های شور سیر می‌کنند.
• مشارکت در شناسایی، استخراج و کاربرد بالینی مواد فعال زیستی ضدمیکروبی، ضدسرطانی، تنظیم کنندة سیستم ایمنی از میکروارگانیسم‌های دریایی
• جستجوی برای یافت و استخراج مواد با ارزش افزودة اقتصادی دارویی، غذایی و آرایش از میکروارگانیسم‌های دریایی
• مشارکت در پروژه‌های پژوهشی فراگیر برای حفظ سلامت اکوسیستمیک محیط‌های آب شور در عرصة دریاها و اقیانوس‌ها
• شرکت در پروژه‌های پیشاهنگ بین المللی برای رفع تنگناهای زیست محیطی که به نوعی با سلامت انسان‌ها سروکار دارند (مانند نقش میکروارگانیسم‌های دریایی در تثبیت کربن و گاز‌های گلخانه‌ای)
• پیوند نویافته‌های میکروبیولوژی پزشکی دریایی با مسائل آلودگی‌های زیست محیطی و یافت راهکارهای کنترل آن‌ها

نقش دانش آموختگان دانش آموختگان رشتة میکروبیولوژی پزشکی دریایی می‌توانند در نقش‌های آموزشی در سطح دانشگاه‌ها و مراکز آموزش عالی، پژوهشی در سطح مراکز تحقیقاتی و مجامع آکادمیک حوزه‌های مرتبط با علوم دریا و سلامت، صنایع وابسته به علوم زیست فناوری دریایی، مدیریت سیستم‌های بهداشتی در حوزة اقیانوس شناسی، کنترل بیماری‌های مشترک انسان و آبزیان، و نقش مشاوره‌ای در تشخیص، درمان بیماری‌های عفونی برخاسته از محیط‌های دریایی نیز تشخیص آزمایشگاهی و بالینی عوامل پاتوژنتیک میکروبی وابسته به دریا در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی و بیمارستانی انجام وظیفه نمایند.

راهبردهای آموزشی و پژوهشی

1. ترکیبی از شیوه‌های آموزشی مبتنی بر کلاس دانشجویی (استاد محوری)
2. برگزاری سمینارهای علمی بر پایة دانشجو
3. یادگیری گروهی
4. آموزش بر پایة رهیافت‌های میان رشته‌ای
5. آموزش بر پایة تفکر نقادانه و سیستمی
6. شیوه‌های بر پایة آزمایشگاه
7. ترکیبی از میدان‌های پژوهشی در عرصه‌های اکوسیستم‌های دریایی
8. آموزش برپایة رویکردهای مبتنی بر شواهد (Evidence-based)
9. مشاوره با همتایان
10. کار در گروه‌های کوچک
11. کار در شرایط سخت آب و هوایی
12. آموزش بر پایة بیوانفورماتیک
13. کاربرد فناوری‌های جدید آموزش
14. آموزش بر پایة پژوهش (Research-based)
15. یادگیری به شیوة حل مسئله (PB)
16. یادگیری با پایة مشاهده در رشته‌های بالینی
17. کار با دانشمندان گسترة میکروبیولوژی دریا در قالب پروژه‌های بزرگ با کار کوچک (Small works in large jobs)
18. یادگیری در قالب گردش و آزمایشگاهی (Lab rotation)
19. آموزش کارگاهی (Workshop-based)

دوره‌های عملی (Practical Courses)
در دوره‌های عملی که در آزمایشگاه‌های مراکز تحقیقاتی، پژوهشکدة علوم زیست پزشکی خلیج فارس، آزمایشگاه‌های میدانی و آزمایشگاه‌های شناورها و کشتی‌های تحقیقاتی مشترک با مرکز تحقیقات ملی اقیانوس شناسی انجام می‌گیرند موارد ذیل به انجام می‌پیوند:

• جداسازی و کشت میکروارگانیسم‌های دریایی شامل فیلترهای اسیون غشایی و انتخاب کلنی و خالص‌سازی
• تکنیک‌های هوازی و بی هوازی
• میکروسکوپ‌های نوری و پیشرفته شامل Confocal
• آزمایشات Flume
• کروماتوگرافی گازی و مایع با فشار بالا (HPLC)
• اسپکترومتری جرمی (Isotope ratio)
• آنزیم شناسی
• PCR
• کلونینگ
• توالی یابی و آنالیزفیلوژنتیک
• بیان ژنی متمایز، ژنومیکس
• پروتئومیکس و ترانس کریپتومیکس
• FISH
• تکنیک‌های کشت سلول
• کار با حیوانات آزمایشگاهی
• فلوسیتومتری
• اسپکت هسته‌ای
• ساخت کتابخانه کلون و خالص سازی پلاسمید
• آنالیز ATP
• سنجش LPS (اندوتوکسین)

ارزیابی دانشجو
افزون به ارزیابی پایان ترم دروس نظری و آزمایشگاهی ( ملکولی - ژنتیکی و...) به شیوة کتبی، چند گزینه‌ای یا تشریحی، دانشجو مؤظف است:
در پایان هر ترم از نیمة دوم سال تحصیلی حداقل در یک مقالة چاپ شده در مجلات علمی و پژوهشی مشارکت داشته باشد. در پایان هر سال نیز حداقل در یک مقالة تحقیقاتی چاپ شده در مجلات ایندکس در ISI مشارکت داشته باشد.
حداقل یک مقالة استخراجی از پایان نامة تحقیقاتی خود را در مجلات با IF مساوی و یا بیشتر از 3 به چاپ برساند.

میکروبیولوژی دریایی (مقدماتی 1)
موضوعات این درس شامل:

• میکروارگانیسم‌های دریاها
• انتشار میکروارگانیسم‌ها و بیوماس آن‌ها
• اثر فاکتورهای فیزیکی بر میکروارگانیسم ها
• اثرفاکتورهای بیولوژیکی بر میکروارگانیسم ها
• میکروارگانیسم‌ها و نقش آن‎ها بر گیاهان و حیوانات آبزی
• نقش باکتری‌ها و قارچ‌ها در چرخة عناصر در محیط آبی
• اکولوژی باکتری‌ها و قارچ‌های دریا
• میکروارگانیسم‌ها و رسوبات
• نقش میکروارگانیسم‌ها در پیدایش ترکیبات مختلف آلی
• نقش میکروارگانیسم‌ها در آلودگی دریاها
• نقش میکروارگانیسم‌های دریاها در اقتصاد
• نقش میکروارگانیسم‌ها در گرم شدن زمین
• میکروارگانیسم‌ها و تنوع زیستی اقیانوس ها

میکروبیولوژی دریایی (مقدماتی 2)
موضوعات این درس شامل:

1. تکامل اقیانوس‌ها و شیمی دریا
2. فیزیک اقیانوس‌ها با تاکید بر درجه حرارت، ظرفیت گرمایی، شوری، تراکم و نور
3. تاریخجه میکروبیولوژی دریایی
4. گروه‌های متابولیک
5. زیستگاه‌های میکروبیولوژی دریایی
6. نمونه گیری و شیوه‌های آن
7. ساختمان و فیزیولوژی باکتری‌های دریایی ( آرکیا و باکتری‌ها )
8. DNA میکروبی دریایی و تاکسونومی
9. تنوع فیلوژنتیک پروکاریوتیک‌های دریایی
10. آنزیم‌ها در محیط‌های دریایی آبی
11. شیوه‌های کشت در میکروبیولوژی دریایی
12. الیگوتروفی
13. تولید اولیه
14. تولید ثانویه
15. شیوه‌های ملکولی در میکروبیولوژی دریایی
16. قارچ‌ها و مخمرهای دریایی
17. ویروس‌های دریایی
18. بیوتکنولوژی دریایی

میکروبیولوژی پزشکی پیشرفته
موضوعات این درس شامل:

• آشنایی با اکتینوباکترهای دریایی (Actinobacteria)
• شکار میکروارگانیسم‌های مفید در محیط زیست دریایی
• ویروس‌های دریایی
• مطالعة تاکسونومی اکتینوباکترهای دریایی تولید کنندة آنتی بیوتیک
• سیانوباکتری‌های دریایی
• باکتری‌های دریایی و مسئله غلبه بر استافیلوکوک‌های مقاوم به آنتی بیوتیک
• باکتری‌های دریایی به عنوان پروبیوتیک
• آنتی بیوتیک‌های کوچک ملکول از باکتری‌های دریایی
• باکتریوفاژهای دریایی
• آکتینومایست‌های دریایی (Actinomycetes) به عنوان منبع ترکیبات مهم دارویی و مواد فعال زیستی
• مواد ضد میکروبی از سیانوباکترها و اکتینومایست‌ها
• خالص سازی ژن‌های فعال زیستی از قارچ‌ها
• پتانسیل ضد سرطانی متابولیت‌های قارچی برخاسته از دریا
• فعالیت‌های ضد قارچی و ضد مایکوتوکسین از اکتینومایست‌های دریایی و ترکیبات آن‌ها
• مواد ضد سلی از میکروب‌های دریایی
• تنوع ژنتیکی و شیمیایی از میکروارگانیسم‌های دریای جهت کاربردهای پزشکی
• متابولیت‌های میکروارگانیسم‌های دریایی و فعالیت‌های دارویی آن‌ها
• اسفنج ها: منبعی برای متابولیت‌های فعال زیستی برخاسته از میکروارگانیسم‌ها
• آنزیم‌های میکروبی دریایی
• کاربردهای زیست پزشکی آمینو اسیدهای شبیه مایکواسپورین