生物信息学的论文

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生物信息学

一、我对生物信息学的认识

1、什么是生物信息学

生物信息学从事对基因组研究相关生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和解释。包括了两层含义,一是对海量数据的收集、整理与服务,也就是管好这些数据;另一个是从中发现新的规律,也就是用好这些数据。具体地说,生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区;同时,阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质,破译隐藏在DNA序列中的遗传语文规律;在此基础上,归纳、整理与基因组遗传语文信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据,从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。

2、、生物信息学的重要性

生物信息学不仅仅是一门科学学科,它更是一种重要的研究开发工具。

从科学的角度来讲,它是一门研究生物和生物相关系统中信息内容物和信息流向的综合系统科学,只有通过生物信息学的计算处理,我们才能从众多分散的生物学观测数据中获得对生命运行机制的详细和系统的理解。

从工具的角度来讲,它是今后几乎进行所有生物(医药)研究开发所必需的舵手和动力机,只有基于生物信息学通过对大量已有数据资料的分析处理所提供的理论指导和分析,我们才能选择正确的研发方向,同样,只有选择正确的生物信息学分析方法和手段,我们才能正确处理和评价新的观测数据并得到准确的结论。

可见生物信息学在今后的无论是生物(医药)科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值;而且,由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科,使其具有非常强的专业性,这就使得专业的生物(医药)科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务,残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势,使得专业的生物(医药)开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求,学术界内的生物(医药)科研机构也是如此,而这种需求,仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见,在生命科学的新世纪,生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。

3、生物信息学的最终目的

自从1987年出现Bioinformatics这一词汇以来,其内涵随着科研和现实需要的变化而几经更迭,当前,一般认为,生物信息学主要是一门研究生物学系统和生物学过程中的信息流的综合系统科学,通过它独特的桥梁作用和整合作用,使我们能够从各生物学科中众多分散的观测资料中获得对生物学系统和生物学过程的运作机制的理解,最终达到自由应用于相关实践的目的。

例如就疾病而言,生物信息学就是要系统地理解导致机体功能异常的生物机制并从而得出科学的治疗方案;就生物演化而言,生物信息学就是要系统地解释生物界演化的从微观分子水平到宏观形体功能水平的根本原则,从而使人类更好地认识自己在自然界中的地位,科学地认识和改造人类的未来。

无论从对生命运行机制的理解方面,还是从药品开发方面来讲,生物信息学就像一部高性能的涡轮动力机一样,吃进的是纷繁芜杂的数据,释放出来的却是对生命运行机制的高超理解力和相应的药品开发的高效力,因此与以往相比,生物信息学无论从认识水平上还是从实践水平上都开创了一种崭新的模式。

二、物流能生物信息学的作用

物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程。从事生物信息学,必不可少的便是仪器等设备。但若是购买它们,必不可少的一环便是运送。一说到商品的流通运输,这就是与物流密切相关的了。物流专业的学生在了解物流后,可以利用自己所学的知识,更加高效迅速地将生物信息所需的仪器设备运送给相关研发机构,以便研究人员可以继续他们的研究,而不需因为设施的不完善而延误研究的过程,从而造成巨大的损失。另外,有些研究成果需要迅速地投入人类生活中,此时物流又在投入使用的过程中起到了巨大的作用。

三、发展前景

生物信息学是将计算机与信息科学技术运用到生命科学尤其是分子生物学研究中的重大交叉学科前沿研究领域。未来几年,这一学科的人才将成为国际、国内最紧缺的人才类型之一。生物信息学专家、天津大学的张春霆院士指出,运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究所获得的数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成的一个新的学科——生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。美国已经出现了大批基于生物信息学的公司,希冀在基因工程药物、生物芯片、代谢工程等领域掘出财富。生物信息工业潜力巨大。

在生物学家看来,存在于基因组中的遗传序列是宝贵的生物信息资源,和他们所掌握的生物技术一样,是未来生物产业的支柱。科学家们认为人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被阐明后,将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。从目前研究来看,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症、老年痴呆症等都与基因有关,可以依据已知的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的靶位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药。生物信息资源孕育的巨大商业利益是不言自明的,这驱使众多的私人公司加入到了基因组研究的行列。其中最具代表性的是由美国著名基因组专家范特与著名生物仪器公司珀金埃尔默(PE)公司联手、两年前成立的塞莱拉基因公司。2001年4月6日,该公司率先宣布绘制出了取自一个人的基因组图谱,此次又与政府资助的研究机构一起宣布了人类基因组工作框架图绘制的完成。基因组研究的商业阵营与政府资助的公益阵营之间的竞争进入了白热化阶段,而私营公司的介入才真正使基因组研究的进程搅动了股市。

日益激烈的竞争带来了新的挑战,同时加快了研究的进程,推动了技术的发展。科学家们预测:至少在今后5年内,基因组测序能力将以指数方式迅速上升,甚至超过信息产业中著名的摩尔定律所描述的速度。这是否意味着生物技术能够立刻就代替信息产业成为牵引经济发展的新动力呢?国家人类基因组南方中心主任陈竺院士认为,目前的人类基因组研究尚处在基础研究阶段,其成果能够直接应用于临床治疗或制药还需假以时日,以现在的研究进程看大约要20~30年之后,当然,也不排除有创新的技术出现而加快这个进程,不过最快也要在5~10年后。也就是说,生物技术类公司想大把大把地赚钱,从而领导新经济并不是眨眼之间的事。

以网络为代表的信息产业无疑仍是新经济的象征,今天的生物产业无论是在发展速度和规模上,还是给人的信心都不能与信息产业相比。虽然生物技术目前以令人难以喘息的速度迅猛发展,但要说影响世界经济的发展,还有相当长的距离。现在,人类基因组计划对普通老百性的影响远不及互联网,就如同70年代的互联网无法与当时遍布全球的电网和铁路相比一样。然而,当纳斯达克指数一周内惨跌25%,网络股缩水,进入阵痛式的调整阶段时,生物股的稳步上升则给人们带来了希望。

有人说,网络并不产生财富,它只是节省财富,未来的生物产业则可以创造出真正的财富。信息产业和生物产业无疑都是高科技的产物,但就创造财富而言,可以说前者“节流”后者“开源”。而从另一个角度看,信息产业和生物产业在新经济中并非此消彼涨的关系,它们更是一对互相帮助、共同进步的“好兄弟”。其实,在生命科学的研究中,始终不能缺少计算机的工作,如果到基因组测序的研究所去看一看,大量的以超级计算机为基础的测序仪,会使你误以为到了一家IT公司。生物产业因计算机的加盟而提速,IT产业也因生命科学的需要而得以发展、获利。