Τα θέματα που διδάσκονται σε αυτή την ενότητα είναι οι βασικές έννοιες και μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή των πρωτεϊνικών και μεταβολικών προφίλ ενός βιοσυστήματος, με έμφαση στην φασματομετρία μάζας (mass spectrometry), και τις μικροσυστοιχίες πρωτεϊνών. Δίνεται επίσης έμφαση στη μετάφραση πρωτεϊνικών και μεταβολικών δεικτών σε διαγνωστικούς και προγνωστικούς δείκτες και στις εξατομικευμένες θεραπείες σημαντικών ασθενειών και κατά βάση του καρκίνου, ενώ παρουσιάζονται και θέματα φαρμακομεταβολομικής.Στη θεματική της ενότητας αυτής περιλαμβάνονται και η εισαγωγή στο σχεδιασμό και την παρουσίαση πρωτεϊνικών και μεταβολικών δικτύων που χρησιμοποιούνται στη βιολογία συστημάτων, καθώς και υπολογιστικών εργαλείων για το σχεδιασμό βιοδραστικών μορίων που βρίσκουν εφαρμογή στην ιατρική ακριβείας.

Εφαρμογές υπολογιστών στη βιολογία, ορισμοί -Η Βιοπληροφορική ως εργαλείο και ερευνητικό πεδίο -Αλγόριθμοι, προγράμματα, η σημασία του διαδικτύου (client-server model) -Βάσεις δεδομένων: Δομή και αναζήτηση πληροφοριών, οι πλέον γνωστές βάσεις δεδομένων -Στοίχιση δύο αλληλουχιών: Σχολαστικοί αλγόριθμοι: Needleman & Wunsch, Smith & Waterman – Πίνακες βαθμολόγησης (PAM, BLOSUM) – Στοίχιση δύο αλληλουχιών: Ευρεστικοί αλγόριθμοι: οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται στα προγράμματα BLAST και FASTA -Στοίχιση πολλών αλληλουχιών: Προβλήματα, αλγόριθμοι και ευρέως χρησιμοποιούμενα προγράμματα – Φυλογενετικά δένδρα. Ορισμοί, μορφές δένδρων, Αλγόριθμοι για την δημιουργία δένδρων μέσω στοιχίσεων αλληλουχιών -Πρωτεϊνικά μοτίβα: προσδιορισμός, αναζήτηση, βάσεις δεδομένων και εργαλεία αναζήτησης –Πρόβλεψη ανοικτών πλαισίων ανάγνωσης – Πρόβλεψη μεταγραφικών ρυθμιστικών στοιχείων – Expressed Sequence Tags: ιδιαιτερότητες και προβλήματα -Λειτουργική γενομική και γονιδιακή έκφραση: microarrays. Προβλήματα, αλγόριθμοι, προγράμματα – Εφαρμογές στη Δομική Βιολογία: πρόβλεψη δευτεροταγούς δομής πρωτεϊνών και RNA, πρόβλεψη διαμεμβρανικών τμημάτων, homology modeling, αναγνώριση μοτίβου αναδίπλωσης, ab initio πρόβλεψη πρωτεϊνικής δομής.

Το μάθημα οργανώνεται σε δύο άξονες: Ο πρώτος περιλαμβάνει την παρουσίαση νέων τεχνολογιών βιοαπεικόνισης (όπως super-resolution microscopy, electron and light microscopy, functional imaging, non-invasive in vivo imaging) από επιστήμονες είτε της ημεδαπής είτε της αλλοδαπής που έχουν μεγάλη εμπειρία στη χρήση αυτών των τεχνολογιών, με έμφαση στις αρχές λειτουργίας τους. Ο δεύτερος άξονας περιλαμβάνει την παρουσίαση εφαρμογών αυτών των τεχνολογιών ώστε να απαντηθούν ερωτήματα βιοϊατρικής έρευνας (συμπεριλαμβανομένων των μελετών σε ανθρώπινες ασθένειες όπως του καρκίνου, των καρδιαγγειακών και νευροεκφυλιστικών διαταραχών κ.α.)

1)    Εισαγωγή- Ο ρόλος της Διατροφής στην υγεία και στις ασθένειες (Introduction-Nutrition in health and disease)

2)     Πρε- και προβιοτικά και μικροβίωμα: (i) επίδραση στο εντερικό μικροβίωμα, (ii) ο ρόλος τους στα μεταβολικά νοσήματα, και (iii) ο έντερο-εγκεφαλικός άξονας (Pre- and probiotics and the microbiome: (i) modulation of gut microbiome, (ii) their role in metabolic diseases, and (iii) the gut brain axis)

3)     Ο ρόλος βιοδραστικών ενώσεων στην προστασία έναντι ασθενειών και στην θεραπεία (The role of bioactive compounds in disease protection and therapy)

4)     Η θεραπεία μέσω της διατροφής: οι προληπτικές/θεραπευτικές δυνατότητες των λειτουργικών τροφίμων (From nutrition to therapy: the protective/therapeutic potential of functional foods)

5)      Στοχευμένες διατροφικές επεμβάσεις: το προφίλ της προσωποποιημένης δίαιτας (Targeted nutrition interventions: profiling of personalized nutrition).