生物信息学

这学期，我很荣幸选到生命科学学院***老师的选修课程—生物信息学导论，让我有机会能够坐在李老师的课堂里学习。

下面我就生物信息学谈一下我的个人心得。

生物信息学是一门前沿交叉学科，综合了生物学、数学、计算机等理论体系，是现代医学和生物学研究的有力工具。

我认为，生物学、药学、基础医学和临床医学的前沿研究，都离不开生物信息学。

生物信息学的研究工作可以追溯到上个世纪的60年代左右，当时计算机在生命科学研究中的应用也开始不久，Fortran等用于科学计算编程的高级语言也刚刚开始，一些前辈就开始对蛋白质的结构和基于蛋白质序列的系统发生进行研究。

而生物信息学的真正发展是在人类基因组计划实施以后，随着海量的基因组数据的产生而快速发展起来的，所以当时生物信息学的主要任务是收集、整理、管理和发布这些数据，同时对这些数据进行注释，具体的工作包括数据库的建设和数据的网站发布，DNA序列的拼接、基因预测、蛋白质结构预测和蛋白质折叠模拟、比较基因组学等。

随着DNA微阵列、酵母双杂交系统、2D-gel等高通量核酸和蛋白质检测技术的发展，更是产生了海量的数据，它们反映了基因的表达行为以及可以预测细胞的生理行为，对这些数据的分析成为生物信息学的一个重要内容。

同时，很多科学家也很乐观的预测生命科学的研究将由定性进入定量，其中，生物信息学将起着非常重要的作用。

对于生物信息学，我的理解包括两个方面或者两个层次，一是用数学、
计算机等算法和工具来分析海量的、异质的生物学数据，通过分析，从数据的相互关系中，提出新的生物学假设，这些假设可以用以设计新的生物学实验，从而发现新的生物学知识。

生物信息学起着数据分析的作用，目的是提出新的生物学假设，这需要一定的生物学知识，但不是必须的，可以与生物学家合作。

第二个方面是从生物学问题出发，围绕着这个问题，收集相关的各个层次的数据，综合、分析这些数据，来验证或修改对于该生物学问题的假设或模型。

我很看好这个方向，但是目前难度较大，主要障碍是我们还不能得到足够的数据来分析。

显然在这个层次，对生物学知识的要求是非常高的。

作为交叉学科，尤其是跨越生物和信息这两个原本相距很远的学科，理想的研究人员是对这两个领域都很精通，但是只有真正的能人才能达到如此高度。

更多的人只能从一个方面着手，边做边了解另一个方面的一点皮毛。

因此，希望这里能成为学术交流的场所。

生物信息学已成为人类分子遗传学研究领域的一种必不可少的工具,其最重要的应用在于指导我们理解体内基本的生物过程,以及这些过程出现差错导致的疾病。

它可以预测基因结构,从而推导出相应的蛋白质序列,确定内含子和外显子的分界点;预测新基因可能的生化功能,也需要用生物信息学的方法进行序列比较和数据检索;生物信息学方法在分子遗传学领域应用的最重要进展是利用序列数据分析,对生物模型进行大规模的基因组序列比较、分析,以鉴定候选的疾病基因。

生物信息学的最终目的是利用生物信息学的生物学和遗传学信息来寻找和开发以基因为基础的药物。

序列数据的积累将极大地促进药物的发现和开发工作,通过筛选作用靶和候选对象来开发药物、疫苗、诊断标志物和有治疗作用的蛋白质。

在药物发现过程中,一旦找到候选病理基因,就需运用生物信息学来鉴定出药理目标。

例如,若了解来自生物化学路径的基因,且拥有配体结合、蛋白质- 蛋白质相互作用和酶动力学的实验资料,就可能建立生化路径的计算机模型,去模拟它们在正常与疾病状态下的运作。

当完成了这种模拟,就可确定最佳治疗干涉点。

最新的后基因技术,即差别基因表达图谱技术,更能显示出正常状态与疾病状态之间的基因图谱的差别。

如果高效目标筛选成功,就可获得一批具有高活性的前导化合物。

这些前导物必须经过有效性、选择性、毒性和药代动力学的检验。

此时生物信息学借用结构信息来发挥重要作用。

比如在开发治疗艾滋病的药物中,药理目标是引起艾滋病的病毒蛋白酶。

治疗过程中药物将占据蛋白酶结构的中心。

病毒以突变来对抗药物的作用,药物设计者又以改善药物分子的结构来对抗病毒的抗药性。

目前，就国内而言，发展战略不容乐观。

我们知道，生物信息学是计算机软件技术、数学和生物科学的结合，其中的计算机和数学是工具，生物科学是主题。

但实际现在的情况往往是一下专职的计算机人员在研究生物信息学，当然其研究重点是程序的开发和应用；另一方面，搞生物科学的人也在研究生物信息学，但其在软件的开发和应用上却有可能欠缺。

在这中情况下，生物信息学的发展速度就要减慢。

因此，
为了发挥生物信息学的巨大探索生命科学的潜力，必须将这两者结合起来。

必须造就一批在数学、计算机、和生物科学领域都是专家的全才。

这样，也只有这样才能发挥生物信息学的优势，才能加快人们认识生物的步伐，生物信息学的霞光才能早日普照大地。

道路是曲折的，前途是光明的，相信在世界各国的共同努力下，在丁香园生物信息版的推动下，在各位版主的领导下，生物信息学的天才会很快出现、生物信息学的春天会很快到来。