فراخوان توسعه روش نوین استعدادیابی ورزشی فرادقیق شخص محور مبتنی بر اطلاعات ژنومیکس

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، براساس برنامه‌ریزی‌های صورت گرفته، بنیاد ملی علم ایران در راستای مأموریت‌گرا‌شدن پژوهش‌ها و حمایت از طرح‌های پژوهشی که به فناوری روز دنیا می‌پردازد و می‌تواند باری از دوش صنعتگران کشور بردارد، فراخوان‌هایی را با عنوان برنامه حمایت از پژوهش عمیق شرکت‌های دانش‌بنیان منتشر می‌کند. در این برنامه، نیاز‌های پژوهشی پرریسک شرکت‌های دانش‌بنیان، از طریق سامانه کایپر بنیاد ملی علم ایران به این نهاد اعلام می‌شود و پس از بررسی و داوری‌های لازم، فراخوان پژوهش‌های عمیق و پرریسک شرکت‌های دانش‌بنیان به پژوهشگران و محققان اعلام می‌شود.

فراخوان توسعه روش نوین استعدادیابی ورزشی فرادقیق شخص محور مبتنی بر اطلاعات ژنومیکس به عنوان یکی دیگر از فراخوان‌های این برنامه، منتشر می‌شود.

توضیحات فراخوان

مقدمه:

امروزه در بسیاری از باشگاه‌ها و تیم‌های سطح بالا، سیستم‌های حمایتی متمرکز بر علم (مانند مشاوره، آمادگی جسمانی و تجزیه و تحلیل ویژگی‌های فردی و تیمی مبتنی بر رایانه)، پایه‌ای برای پرورش ورزشکاران نخبه هستند. با این حال، به دلیل عدم تعامل حوزه‌های مختلف علمی در پروژه‌های استعدادیابی، بسیاری از دانشگاهیان پیشنهاد می‌کنند که کارهای تحقیقاتی تک‌بعدی از سطح تحقیقاتی به سطح کاربردی چندوجهی در استعدادیابی و راهنمایی منتقل شود. براساس مستندات موجود، برنامه‌های استعدادپروری، کم‌تر بر توانایی‌های مذکور تمرکز دارندو بیش‌تر بر تست‌های عملکردی برای ورزشکاران جهت پیداکردن پتانسیل آن‌ها در یک ورزش معین تمرکز می‌کنند. تاکنون پیشرفت‌های قابل توجهی در زمینه پزشکی ژنومی با استفاده روزافزون از فناوری‌های ژنومی در مراقبت‌های بهداشتی برای غربالگری، تشخیص و درمان بیماری‌ها صورت گرفته است. با این وجود، علی‌رغم رشد سریع زمینه تحقیقات ژنومی، ادغام و اجرای آن در حوزه ورزش، کند بوده است و به‌شدت بین کشورها متفاوت است. براساس مطالعات موجود، نشان داده شده که بسیاری از ویژگی‌های فیزیولوژیکی، آنتروپومتریکی و روان‌شناختی تا حد زیادی مبتنی بر وراثت هستند. لذا استعدادیابی تخصصی، اولین قدم مؤثر در مسیر موفقیت ورزشی است و برای عملکرد ورزشی افراد در آینده با توجه به چالش‌ها و هزینه‌ها، آموزش ورزشکاران نخبه برای بسیاری از باشگاه‌ها و تیم‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است.

پیشینه مسئله تحقیقاتی:

تأثیر ژنتیک بر فیزیولوژی و عملکرد ورزشی یکی از بحث‌برانگیزترین جنبه های تحقیقاتی در علوم ورزشی است. ژنومیکس ورزشی یک رشته علمی جدید است که بر سازماندهی و عملکرد ژنتیک در ورزشکاران نخبه تمرکز دارد. عصر ژنومیک ورزشی در دهه ۲۰۰۰ با کشف اولین نشانگرهای ژنتیکی مرتبط با عملکرد ورزشی از جمله آنزیم مبدل آنژیوتانسین ( ACE )، α -اکتینین (ACTN3)، آدنوزین مونوفسفات دآمیناز (AMPD1) و تکثیرکننده گیرنده پراکسی‌زوم فعال‌کننده گاما ۱- آلفا (PGC1α) آغاز شد. تاکنون تعداد زیادی از مطالعات ژنتیکی با ارتباط در انواع ژن‌های کاندید با هدف تعیین ژنوتیپ، توالی‌یابی و استفاده از تجزیه و تحلیل ریزآرایه اسید دئوکسی ریبونوکلئیک ( DNA ) با وضعیت ورزشکار نخبه منتشر شده است و نقش تنوع ژنتیکی به پاسخ‌های بین‌فردی و در حین ورزش یا احتمال تبدیل‌شدن به یک ورزشکار عالی را به‌خوبی پشتیبانی می‌نماید.

براساس نتایج مطالعات در حوزه ژنتیک و ورزشی نزدیک به ۲۰۰ پلی‌مورفیسم ژنتیکی بر ویژگی‌های عملکرد ورزشی شناسایی شده و نقش کلیدی بیش از ۲۰ پلی‌مورفیسم مؤثر در وضعیت ورزشکار نخبه به اثبات رسیده است. با این حال با شواهد موجود، مطمئناً تعیین چگونگی استفاده از ژنوتیپ به‌عنوان ابزاری برای پیش‌بینی عملکرد ورزشی یا بهبود روش‌های فعلی تمرین، ضروری به نظر می‌رسد. از سوی دیگر در سال‌های اخیر شاهد ظهور بازاری در آزمون‌های مستقیم به مصرف‌کننده ( DTC ) برای شناسایی استعدادهای ورزشی با تمرکز بر آزمایش SNP ها بوده‌ایم. گسترش انجام آزمایش‌های ژنتیکی مستقیم به مصرف‌کننده با هدف اندازه‌گیری پتانسیل ورزشی کودکان، آخرین موج در «پیش‌حرفه‌ای‌سازی» کودکان است که به‌ویژه اما نه منحصراً، در ۱۵ سال اخیر در ایالات متحده آمریکا انجام شده است، به طوری که در ایالات متحده، حداقل هفت شرکت وجود دارند که در حال حاضر خدمات مبتنی بر آزمایش‌های ژنتیکی DTC را برای عملکرد ورزشی یا ویژگی‌های مرتبط با کودکان و نوجوانان ارائه می‌دهند.

از طرفی از دیدگاه ورزش قهرمانی، نوع و کیفیت استعداد هر فرد برای هر یک از رشته‌های ورزشی تفاوت دارد. لذا، فرآیند استعدادیابی تلاش دارد تا بر پایه آزمون‌های بیومکانیکی و روانشناختی، افراد مستعد را به سمت ورزش‌هایی راهنمایی کند که بیشترین شانس موفقیت را دارند. براساس مقالات منتشر شده، در برخی از رشته‌های ورزشی، ورزشکاران هر رشته با توجه به ماهیت آن ورزش و محیطی که در آن بازی انجام می‌شود، برای دست‌یابی به اوج توانمندی اجرای ورزشی، مجبور به بالا بردن سطح هماهنگی، استقامت، قدرت، توان، چابکی و سرعت هستند. با توجه به اهمیت این عوامل، پژوهشگران درصدد بررسی ویژگ ی‌ های پیکرسنجی، فیزیولوژیکی، بیومکانیکی و روان‌شناختی بازیکنان در رده‌های سنی جوانان و بزرگسالان برآمده‌اند تا با شناخت این ویژگی‌ها به طراحان و برنامه‌ریزان علمِ تمرین کمک کنند تا برنامه‌های تمرینی لازم را طراحی کنند. همچنین با مشخص شدن شاخص‌های استعدادیابی در آن رشته، مربیان و کارشناسان با استفاده از این اطلاعات، برنامه‌های سنجیده و اختصاصی‌تری را برای گزینش ورزشکاران و در نتیجه تدوین راهبردهای قهرمانی و کسب عناوین برتر در سطوح مختلف، اتخاذ نمایند.

شرح مسئله تحقیقاتی:

فرآیند کشف ورزشکاران مستعد برای شرکت در یک برنامه تمرینی سازماندهی شده یکی از مهم‌ترین موضوعاتی است که سال‌ها است در ورزش جهان مطرح می‌باشد که این موضوع از جنبه‌های مختلف فیزیولوژیکی، بیومکانیکی، انترومتری، روانشناختی و ژنتیکی بحث و بررسی شده است. اما مهم‌ترین نکته این تحقیقات، جزیره‌ای و تک‌بعدی بودن آن‌ها است. تحقیقات متمرکز بر تعیین تأثیر ژنتیک بر ویژگی‌های ورزشی در چند سال اخیر به‌طور فزاینده‌ای درحال‌رشد بوده است و اطلاعاتی در مورد ارتباط بین برخی پلی مورفیسم های ژنتیکی و عملکرد ورزش مبتنی بر استقامت و قدرت و همچنین در میان سایر رشته های ورزشی ارائه می دهد. اگرچه تحقیقات در این زمینه گسترده است، امَا هنوز در مورد میزان تأثیر بالقوه ژنتیک بر عملکرد ورزشی و اینکه چگونه می‌توان با تمرین و رژیم غذایی بر تأثیر صفات مثبت / منفی وراثتی غلبه کرد، بحث و جدل وجود دارد. برخی از این بحث ها بر اساس محدودیت ها و مسائل روش‌شناختی تحقیق است که شواهدی را در این زمینه ارائه می دهد. در این راستا، مطالعاتی که به بررسی تأثیر ژنتیک بر عملکرد ورزش های استقامتی و قدرتی می‌پردازند، ممکن است با حجم کم نمونه، طبقه بندی نادرست ورزشکاران نخبه، عدم اندازه گیری ویژگی های بیومکانیکی، روانشناختی، آنتروپومتری و عملکرد ورزشی معتبر و به‌دست آوردن نتایج تنها بر اساس نگاه مقطعی، مخدوش شوند.

علی‌رغم مقادیر بالای منابع انسانی و اقتصادی سرمایه گذاری شده، نتیجه گیری های ارائه شده در مطالعات کنونی، بدون ارائه داده های تجمیعی، به صورت تقریبی و تک‌تخصصی باقی مانده اند. در راستای استعدادیابی ورزشی و شناسایی کودکان مستعد در زمینه خاص ورزشی و نیز با هدف به حداکثر رساندن سیستماتیک پتانسیل آن‌ها در رشته های مربوطه، چنانچه ارزیابی های ژنتیکی با تست های دیگر از جمله آنالیزهای بیومکانیکی و روانشناختی ترکیب شوند موفقیت مطلوب حاصل خواهد شد. طرح بررسی ژنومیک کودکان و نوجوانان از منظر استعدادیابی ژنتیکی، بیومکانیکی و روانشناختی می تواند به عنوان چارچوبی برای ایجاد پروفایل های ژنتیکی و عملکرد خاص که بر ویژگی های فیزیکی انسان تأثیر می گذارند عمل نماید و نتایج این بررسی جامع، شواهدی برای تعیین ژنوتیپ ورزشی در راستای شناسایی استعدادهای ورزشی، جهت دهی افراد به رشته های ورزشی دقیق تر، بهینه سازی کیفیت تمرین های ورزشی و همچنین پیشگیری از آسیب های مرتبط با ورزش می‌باشد.

• سخت‌افزار

سیستم NextSeq 550 فناوری های سکانس ژنومی و ارائه خروجی با قابلیت های تنظیم توالی دارد و می توان رونویسی، توالی یابی مجدد هدفمند، ژنوتیپ و سایر برنامه ها را روی یک پلتفرم اجرا نمود. در روند اجرای این طرح دستگاه Nextseq550 برای آنالیز نمونه های DNA ورزشکاران مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

با استفاده از سیستم آنالیز حرکت، نیروسنج و پاسچر به همراه سخت افزارهای مرتبط با تست های عملکردی از جمله تعادل، سرعت، قدرت، چابکی، انعطاف پذیری به‌دست می آید و در نهایت با سرور نتایج آنالیزهای تجمیع و نتیجه ارائه خواهد شد.

• نرم افزار

آزمایشات ژنتیکی باید با ابزارهای دیگر ترکیب شود تا شناسایی دقیق ورزشکارانی که مستعد موفقیت در ورزش هستند به دست آید. به طور کلی از نتایج حاصل از آنالیز ژنتیکی، نمرات کل ژنوتیپ تعیین خواهد شد که متشکل از تعداد زیادی پلی‌مورفیسم افزایش‌دهنده عملکرد می باشد که پیش بینی می شود یکی از بهترین استراتژی ها در استفاده از اطلاعات ژنتیکی برای شناسایی استعدادها در ورزش شود. برای آنالیز نتایج حاصل از سکانس ژنی از نرم افزارهای CLC GenomicsWorkbench ، Rapidminer و پکیج های Star ، DESeq و QIIME برای تجمیع داده ها استفاده خواهد شد. همچنین هرکدام از تست های اشاره شده در بحث آنالیز حرکت، نیروسنج و پاسچر نرم افزارهای مخصوص به خود را دارند که در این طرح از آن‌ها بایستی استفاده شود.

چالش‌های نیاز فناورانه:

فناوری های جدید توالی یابی DNA می‌توانند تا یک‌میلیارد بار را در یک‌روز با هزینه کم، توالی یابی کنند و توالی یابی در مقیاس بزرگ را در دسترس بسیاری از دانشمندان قرار دهند. با این حال، این فناوری جدید طول خواندنی به اندازه ۳۵ تا ۴۰ نوکلئوتید تولید می کند که چالش هایی را برای مونتاژ ژنوم و بررسی وضعیت ایجاد می نماید و متعاقباً در طول آنالیز نتایج، دست‌یابی به نتیجه مطلوب مستلزم رعایت اصول آزمایشگاهی دقیق در همه مراحل است که باعث می‌شود این پروژه در زمره پروژه های با ریسک بالا قرار گیرد. از طرف دیگر، علاوه بر بحث آنالیزهای ژنتیکی، آنالیزهای مرتبط با دانش بیومکانیک و روانشناختی نیز در این پروژه مدنظر است و ایجاد این پایگاه داده که بتواند این داده ها را در یک الگوریتم تخصصی جایابی و گزارش‌دهی نماید یک چالش فناورانه است که نیازمند حضور متخصصین مختلف از رشته های مرتبط با این امر می باشد.

شکل ۱. شماتیک فرایند و مراحل انجام پروژه

گام‌های تحقیقاتی و الزامات طرح:

1. دریافت نمونه خون / بزاق؛
2. استخراج DNA ؛
3. انجام سیکوئنسینگ؛
4. انجام تست های بیومکانیکی؛
5. انجام تست های روانشناختی؛
6. آنالیز داده ها و ارائه الگوی پیشنهادی فرادقیق شخص‌محور به مخاطبین.

خروجی نهایی تحقیق:

نتایج حاصل از بررسی ژنتیکی ورزشکاران و جامعه مستعد هدف در طرح پیشنهادی قادر به پیش بینی توانایی های ذاتی فیزیکی و روانی ورزشکاران به‌صورت کاملاً شخص‌محور با رویکرد استعدادیابی و جهت‌دهی ورزشکار به یک یا چند رشته ورزشی خاص و همچنین پیشگیری از بیماری‌های متابولیک و ناهنجاری‌های اسکلتی - عضلانی در آینده می باشد.

تسهیم مالکیت فکری:

1. مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس ها و سمینارها و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود، اما از آنجا که رویکرد پژوهش، محصول تجاری و فناورانه است ممکن است محتوای مجاز برای انتشار برخی موارد و جزئیات تخصصی با قیود و محدودیت هایی از طرف شرکت دانش بنیان همراه باشد و لازم است هر گونه انتشار محتوا، پس از تأیید رسمی این شرکت انجام پذیرد.
2. مالکیت منافع مادی: اگرچه مالکیت منافع مادی پژوهش و هر گونه سرریز این فناوری در محصولات و کاربردهای دیگر به شرکت دانش‌بنیان متقاضی تعلق دارد؛ اما با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری، طبق توافق طرفین، قابلیت اشتراک بین متقاضی و مجری خواهد داشت و امکان تداوم همکاری در انتهای این پژوهش موجود است.

نحوه پذیرش:

رقابتی است و از بین پروپوزال‌های دریافتی، موردی که شرایط زیر را داشته باشد، در اولویت خواهد بود.

1. ترکیب متخصصین تیم پیشنهادی مرتبط باشد.
2. افراد پیشنهاد شده، دارای سابقه پژوهشی و فنی در آن موضوع باشند.
3. زمان‌بندی، هزینه و شرح خدمات، متناسب و مرتبط با پژوهش مورد تقاضا باشد. (در این بخش، مجری می‌تواند برآورد اولیه خود را اعلام کند اما بدیهی است جزئیات اجرایی در ابتدای امر مشخص نیست و مجری و کارفرما با علم به این موضوع وارد این توافق خواهند شد)
4. تیم پیشنهاددهنده، زیرساخت انجام پژوهش اعم از آزمایشگاه و کارگاه را داشته باشند.
5. پروپوزال طبق فرمت پیشنهادی بنیاد، تهیه و ارسال شده باشد.

هزینه‌های قابل قبول:

1. حق‌التحقیق نیروی انسانی؛
2. تست‌ها و آنالیزها؛
3. خدمات.

حوزه‌های اولویت‌دار

پزشکی / مهندسی پزشکی + علوم انسانی و اجتماعی + علوم و علوم زیستی / ژنتیک + سلامت و محیط زیست / علوم ورزشی

واجدین شرایط

پژوهشگر اصلی تیم لازم است عضو هیئت‌علمی یکی از دانشگاه‌ها و مؤسسات آموزش عالی کشور باشد.

از پروپوزال‌هایی که در قالب رساله دکتری و طرح پسادکتری تعریف شوند، حمایت فوق‌العاده می‌شود.

پس از دریافت پروپوزال از طریق سامانه کایپر، ارزیابی انجام گرفته و در صورت کسب امتیاز بالا، تیم برگزیده جهت مذاکره با بنیاد و شرکت متقاضی دعوت خواهد شد.

فایل پیوست

فرم خام پروپوزال

تاریخ فراخوان

کلیه افراد واجد شرایط به مدت یک ماه از تاریخ انتشار فراخوان یعنی تا ۱۵ بهمن فرصت دارند که پروپوزال خود را از طریق سامانه کایپر / بخش پژوهشگر و متقاضی / فراخوان پژوهش عمیق شرکت‌های دانش‌بنیان برای بنیاد ملی علم ایران ارسال نمایند.‌‌‌‌‌‌‌

مبلغ حمایت

پژوهش پیشنهاد شده تا سقف ۸۰ درصد، حداکثر ۲ میلیارد تومان، توسط بنیاد ملی علم ایران حمایت خواهد شد. بدیهی است که مابقی هزینه‌ها باید توسط شرکت متقاضی پژوهش تأمین شود.

کارگروه مسئول

در صورت هرگونه سوال می‌توانید با کارگروه دانش‌بنیان با ایمیل: amini.m@insf.org و شماره تلفن ۰۲۱۸۲۱۶۱۱۲۱ تماس بگیرید.

جهت بارگذاری پروپوزال کلیک کنید.

علاقمندان می‌توانند اخبار و رویدادهای بنیاد ملی علم ایران را در شبکه‌های اجتماعی زیر دنبال کنند:

کانال بنیاد ملی علم ایران در بله: https://ble.ir/insf_pr
کانال بنیاد ملی علم ایران در تلگرام: https://t.me/insf_pr
صفحه بنیاد ملی علم ایران در اینستاگرام