- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
价格
目前价格: 10000美元(细菌) 目标: 1000美元 趋势: 过去十几年,每2年半价
微小化、并列化: 数千到数十万well 多目标化: 肠内几十上百种微生物、土壤中全部微
生物同时测序 最小基因组研究、基因组人工合成
8
蛋白数据增长(PDB)
9
反应通路(KEGG)
基因组
完成1％人类基因组计划(中国卷;3号染色体短臂 “端粒至D3S3610”)(1994-2019.8)
2019.10独立完成水稻基因组“工作框架图”绘 制和数据库建设；完成国际水稻基因组计划的 20%
31 其他: 家猪、血吸虫、家鸡、家蚕、大豆
我国的发展现状(2)
生物信息学企业
热点
生物大分子的结构与功能研究 基因组与细胞的研究 脑科学和神经科学研究 行为科学研究 关于遗传、发育、分化、进化的综合理论研究 生态环保研究
15
物理学的发展对生命科学的启示
物理学
生命科学
17世纪
大量实验数据积累
农业、医药实践
博物学
经典物理学 公式化
18世纪
分类、解剖研究
23
发展阶段(4)
后基因组时代(post-genomics era)
HGP (1990-2019) 2019,蛋白质组学(Proteomics) 高通量(high-throughput)实验手段
24
发展阶段(5)
后基因组时代(postgenomics era)
比较基因组学 (comparative genomics)
结构基因组学(Strutural genomics, 2019)
功能基因组学(Functional genomics)
系统生物学
系统树重建(phylogenic reconstruction)
25
生物信息学基本方法(1)
建立生物数据库
如GenBank, EMBL, DDBJ
如寻找药靶、药物分子结构、系统药物开发
经济价值
“bioventure” – 生物风险公司 28 药物、生物制品、相关试剂、器材
三、发展现状
29
全球 中国
学术
生物信息学文章数量
7000
450
6000
400
350
5000
全球
300
4000
中国
250
3000
200
150 2000
100
4
基因数据的 快速增长
5
为什么这么快
6
Sanger, UK
已完成测序的基因组(EBI)
病毒(virus) 类病毒(viroid)
1639
包括多种流感病毒, 病毒等
HIV,
SARS冠状
46
主要是植物病毒
质粒(plasmid) 627
主要提自细菌中
噬菌体(phage) 469
细胞器(organelle) 1510
1000
50
0
0
1986
1989
1992
1995
1998
2001
2004
2007
1/5
1/20
30
我国的发展现状(1) – 总括
国家高技术研究发展计划(863)
生物信息的获取、加工和利用,建立数据库
结构基因组和蛋白质组学研究
高通量药物筛选、药物设计
生物芯片
曙光系列生物信息学服务器
22
发展阶段(3)
基因组时代(genomics era)
数据库搜索算法(1983, Wilbur-Lipman) 快速序列相似性查找(1985, FASTN; 1990,
BLAST) 机构建立
1988, NCBI 1988, EMBnet 1993, Sanger 1991,EST技术
对位算法(1970,NeedlemanWunsch; 1981,SmithWaterman)
1977,DNA测序和相应的软件分 析(RA Staden)
21
发展阶段(2)
基因组时代(genomics era)
一批基因组被测序 1982 噬菌体λ
2019 细菌 2019 酵母 2019 线虫 2019 果蝇
genetics.ac/IGDB/Research/shengwuxinxi/index.htm
军事医学科学院生物工程所生物信息学中心 bioinf.bmi.ac/ 中科院微生物所 im.ac
34
我国的发展现状(5) – 研究中心
天津大学生物信息中心 张春霆 / 中山大学生物信息中心 徐安龙 中山医科大学 东南大学(江苏省生物信息学专业委员会) 孙啸
中科院生物物理所系统生物学研究中心 陈润生、蒋太交
ibp.ac/c/02/01/05/index.html
中科院上海生命科学研究院生物信息中心 李亦学 / 中科院上海生化所 dna.sibc.ac/bio 中科院计算所生物信息实验室 / 中科院遗传所分子系统生物学中心 韩敬东
如线粒体、叶绿体
古细菌(archaea) 54
细菌(bacteria) 694
包括草履虫、疟原虫、弓形虫、酵 真核生物(eukaryota) 78 母、线虫、果蝇、海藻、水稻、鸡、
鼠、狗、人、黑猩猩等
2019.9
7
测序进展
GenBank中已超过2000亿碱基对 速度
目前速度: 10天一个基因组(细菌) 目标: 1天一个基因组
(computational molecular biology) (宽松地)甚至包括医疗成像、图像分析、遗传算
法、人工智能、神经网络… (经典)用计算机储存、比较、提取、分析、预言、
模拟生物分子的组成与结构。主要应用(core)是 序列分析 (新)比较基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、 结构基因组学
北京华大基因研究中心(中科院基因组研究所) 杨焕明 /
国家人类基因组南方研究中心(上海) 陈竺、 赵国屏 chgc.sh/
国家人类基因组北方研究中心(北京) 强伯勤
/
清华大学生物系生物信息研究室 孙之荣
/
13
人类基因组计划(3) – 超额完成目标
领域
目标
实际达到
完成时间
完成时间 15年
13年
2019.4
遗传图 2-5厘摩,600-1500个标记 1厘摩,3000标记
1994.9
物理图 30000 STS
52000 STS
2019.10
DNA序列 95%含基因序列,99.99%
99%,99.99%精确
北京大学生物信息学中心 罗静初
/chinese/
复旦大学理论生物中心 钟扬 /
33
我国的发展现状(4) – 研究中心
中科院国家基因研究中心 ncgr.ac/ 中科院理论物理所统计物理和理论生命科学 陈晓松、郝柏林
itp.ac/JiGouSheZhi/YJTD-6.php
如华大、中科院等建立了一些
中国生物信息学大会
首届,2019.4.11-13,北京,军事医学科学院 第二届, 2019.6.28,北京大学 第三届, 2019.10.6-9,武汉华中科技大学
国际生物信息学大会
首届,2019 第四届,2019.6.10,中南大学
32
我国的发展现状(3) – 主要研究中心
除完成上述,C. briggsae, D. pseudoobscura,大小鼠草图
2019.4
功能分析 发展基因组水平的技术
高通量寡核苷酸合成、DNA 微阵列、酵母全基因组水平敲 除、蛋白双杂交
1994, 2019, 2019,2019
14
生命科学的发展趋势和热点
发展趋势
系统生物学: 微观还原,系统 统一生物学(General Biology) 生物技术的产业化
数学模型
如确定性模型(deterministic model)、随机性 模型(stochastic model)
多学科方法
生物
数学
物理
计算机 工程学
27
应用
基因组层次分析
如序列功能、蛋白质、进化研究
基因芯片
如DNA芯片(DNA chip),蛋白质芯片的动态数据 分析
药物开发
生物信息学
第一章 绪论
毛理凯
初步计划讲授内容
1. 绪论 2. 生物信息学的计算机基础 3. 生物信息学资源与数据挖掘工具 4. DNA序列分析 5. 分子系统发育分析 6. 基因组分析 7. 蛋白质组分析 8. 数学模型
2
本课目录
一． 当今生命科学展望 二． 生物信息学简介 三． 发展现状
3
一、当今生命科学展望
/jslmbe/
西北大学 西安交通大学 上海交通大学上海系统生物医学研究中心 陈竺 哈尔滨医科大学生物信息学系 李霞
biocc/index_main.ysis pathway(糖酵解)
京都基因与基因 组百科全书 (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)
10
全细胞通路
11
人类基因组计划(1) – 人类三大计划
曼哈顿原子弹计划 (1942-46)
12
阿波罗登月计划 (1961-69)
人类基因组计划 (1990-2019)
最早提到该词的文献(PubMed) (1990)Genomics,6(2):389
20
生物信息学发展阶段(1)
前基因组时代(pre-genomics era)
