詳解冷門專業(yè)——生物信息學(xué)

近年來(lái)關(guān)注基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)生越來(lái)越多，特別是在生物領(lǐng)域，科研和應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越加以重視，使得這個(gè)學(xué)科關(guān)注的學(xué)生也越來(lái)越多。而在這個(gè)專業(yè)大類下，有一個(gè)專業(yè)相對(duì)冷門，也是學(xué)生和家長(zhǎng)疑問(wèn)比較多的——Bioinformatics生物信息學(xué)。

What is Bioinformatics?

在世界科學(xué)家試圖了解遺傳學(xué)的過(guò)程中，生物信息學(xué)是一個(gè)巨大的組成部分。對(duì)基因組和人類基因組測(cè)序的研究為開發(fā)基于基因的藥物干預(yù)手段奠定了基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究是由世界各地的科學(xué)家進(jìn)行的，并被編譯成口袋，或數(shù)據(jù)圖書館，掌握著其他發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。這門科學(xué)的任務(wù)是吸收這些數(shù)據(jù)并使其隨時(shí)可用。

學(xué)術(shù)定義：

據(jù)bioplanet網(wǎng)站介紹，生物信息學(xué)是“計(jì)算機(jī)技術(shù)在生物信息管理中的應(yīng)用”。“計(jì)算機(jī)用于收集、存儲(chǔ)和管理來(lái)自研究的生物數(shù)據(jù)，就像圖書館管理員管理圖書館中書籍的信息一樣，因此生物數(shù)據(jù)可供其他研究人員使用，作為進(jìn)一步研究和發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)。”該學(xué)科的大部分基礎(chǔ)是由人類基因組計(jì)劃(Human Genome Project)奠定的。

什么是人類基因組計(jì)劃?

這是2003年完成的一項(xiàng)全球倡議。該項(xiàng)目的目標(biāo)是研究和鑒定整個(gè)人類基因組序列。人類DNA的一條單鏈，如果被拉長(zhǎng)，將會(huì)是一根大約六英尺長(zhǎng)的細(xì)線，而且有很多的DNA鏈需要繪制和研究。DNA由形成基因的化學(xué)配對(duì)組成。人類基因組計(jì)劃決定鑒定所有的基因并繪制它們的圖譜。該項(xiàng)目的結(jié)果被納入了一個(gè)可供公眾使用的數(shù)據(jù)庫(kù)。這些資料的應(yīng)用領(lǐng)域包括藥物開發(fā)、基因檢測(cè)和產(chǎn)前干預(yù)等。生物信息技術(shù)對(duì)該項(xiàng)目非常寶貴，因?yàn)檫@項(xiàng)研究是由許多國(guó)家的許多科學(xué)家進(jìn)行的，并儲(chǔ)存在不同的系統(tǒng)中。必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行吸收和分類，使其易于查閱，并限制研究的重復(fù)。

收集什么數(shù)據(jù)?

Britannica說(shuō)，收集到的信息包括DNA測(cè)序、基因如何與DNA鏈匹配、氨基酸測(cè)序、“蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)”、核酸和蛋白質(zhì)核酸。也有數(shù)據(jù)參考RNA合成和其他研究的結(jié)果在細(xì)胞水平。

吸收所有這些數(shù)據(jù)的目的是讓科學(xué)家們能夠?qū)ふ以诜肿铀�平上起作用的藥物，或者蛋白質(zhì)如何相互作用來(lái)獲取信息，而不需要自己做所有的研究�？茖W(xué)家還可以利用“舊”數(shù)據(jù)開發(fā)新的應(yīng)用程序。

主要的生物數(shù)據(jù)庫(kù)是由包括美國(guó)在內(nèi)的幾個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)的全球蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。目前生物信息學(xué)的兩個(gè)目標(biāo)是開發(fā)有效的算法來(lái)測(cè)量序列的相似性和預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)之間的相互作用。研究蛋白質(zhì)如何結(jié)合可能會(huì)導(dǎo)致抗體的發(fā)展，抗體會(huì)結(jié)合到特定的蛋白質(zhì)上，以保護(hù)人們免受疾病的侵害。

雖然DNA研究的發(fā)展已經(jīng)在遺傳學(xué)和研究我們自己的基因“根”方面引起了普遍的興趣，但大多數(shù)人不會(huì)考慮超越他們自己的歷史或有任何理由訪問(wèn)基因組數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)也是這樣開始的，它的重點(diǎn)是開發(fā)能夠加快基因和蛋白質(zhì)序列研究的算法。然而，今天，生物信息學(xué)正在研究如何將不同種類的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起來(lái)了解我們世界上的有機(jī)體、疾病和其他自然現(xiàn)象。

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