信息科学与生命科学和医学的交叉领域
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• 如何存储、检索、挖掘和分析这些海量 数据，从系统的角度研究重要生物过程 的基因调控规律是当前生物信息学和系 统生物学面临的巨大机遇和挑战。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 本课题的研究重点是:
• 面对海量的基因组学与系统生物学数据，以 基因表达调控网络、生殖与发育过程中的表 观遗传机制、细胞间的信号传递与响应、基 因组个体间差异与及疾病易感性之间的关系 等重要生物学问题为背景
健康信息学
• 健康信息学致力于促进医疗和健康研究 与信息科学、计算机科学的结合，通过 整合DNA遗传信息、表观遗传信息、生 物分子标记物、医学纳米影像以及医疗 卫生数据等多方面的信息进行疾病风险 预测、日常健康关护、疾病早期诊断， 并为个体化医疗提供重要支持和决策参 考。
健康信息学
• 课题研究重点分为三个层次：
健康信息学
• 本研究的开展将有效地加深对健康与疾 病研究的认识，促进我国健康产业的发 展以及现有医疗健康模式的转变，对于 推动信息科技在交叉学科的应用也将具 有重大意义。
谢谢大家
• 能源，水，可持续发展，环境对人类生存的 影响，生命与健康； • 安全问题，包括各种灾害，疾病传播，以及 网络安全等； • 脑与认知科学，等等
ห้องสมุดไป่ตู้
信息科学技术的未来
• 因此，我们面对的将来信息科技可能有 显著效果的领域
• • • • • 绿色能源的有效产生，分配和使用 人类活动和全球变化的相互影响和机制 环境保护问题 对传染病，灾害，有毒物质的监测 个人健康信息的廉价监测
• （1）研究人类基因组的个体差异，探究遗传信息 对疾病产生的影响，为疾病风险评估、个体化的疾 病治疗模式提供依据； • （2）研究基于生物分子标记物、医学影像等多方 面信息的疾病早期诊断方法，研究疾病早期发作机 理，提供疾病预防及早期干预的有效依据； • （3）基于疾病信息管理系统的分析，综合个体疾 病治疗信息，研究发病状况与社会、心理、环境之 间的关系，探究“生物-社会-心理”的新型健康管 理模式。
信息科学与生命科学和医学的交 叉领域
• 生命科学与信息科学是21世纪重要的前沿科学， 这两大学科的交叉领域，是当今以及今后相当 长时间内科学探索最活跃的领域之一。进入新 世纪以来，在生命科学和医学突飞猛进的发展 过程中，信息科学扮演了关键角色。
信息科学与生命科学和医学的交 叉领域
• 大力促进信息科学与生命科学和医学交 叉领域的基础研究，既对探索自然有着 深刻的理论意义，又对保障人类健康有 着重要的实际意义，将有力地提高人类 对自身的认识水平，提升人民生活质量， 减少国家医疗卫生资源的支出，从而对 我国国家发展具有重要意义。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 21世纪是生命科学的世纪，而信息科学 在人们了解生命本质的过程中将扮演重 要角色。 • 生物信息学与系统生物学是信息科学与 生命科学两大学科的交叉领域。
• 近年来，继基因芯片之后，出现了超高通量 的深度测序技术和对单个细胞的测序技术。 • 这些大规模并行自动化测序能产生“日以T 计”的超海量数据。
• 随着社会与经济的快速发展，人民的健康意识 不断提升，国内外对于健康产业日益关注。 • 与此同时，随着科技的进步，医疗领域的发展 趋势已从目前对发病患者的治疗逐渐转变为以 早期监测、早期预防、早期诊断、早期治疗的 “早期医疗”模式并强调个体化的疾病诊疗方 法。 • 这将大大改善患者的治疗效果，并降低整个社 会的医疗成本，减少国家卫生资源支出。
信息科学技术的未来
• 我们面对的将来信息科技可能有显著效 果的领域还有：
• • • • • 无损医学诊断 娱乐 网络安全 机器人系统 节能运输与交通
信息科学与生命科学和医学的交 叉领域是未来的一个重点
• 这里我重点的提出三个方向，即
• 面对海量数据的基因组生物信息学与系统生 物学 • 中医药系统生物信息学 • 健康信息学
• 中医药是中华民族的瑰宝，中医药现代 化是关系我国国计民生和人类健康的重 大课题。 • 然而，中医药现代化目前仍缺少有效的 科学研究方法。 • 中医学本质上具有系统科学的思想，揭 示中医学的系统内涵需要突破传统方法 或者还原式研究方法的局限。
中医药系统生物信息学
• 当前系统生物学、生物信息学的蓬勃发 展，为从信息与系统的角度研究中医药 的系统内涵提供了契机，也为信息科学 理解复杂中医药系统带来了严峻挑战。 • 因此，开展“中医药系统生物信息学” 研究，将有助于建立中医药现代化的新 思路与新方法，并从宏观水平和微观领 域促进对人体系统的深入认识，在医学 研究领域形成具有我国原创性的综合研 究方式。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 本课题的研究重点是:
• 研究高效的数据存储、检索和有效的复杂数 据挖掘与分析方法，从信息和系统的角度认 识重要生命过程的机理。这些研究将加深对 重要生命过程的认识，推动信息科学与技术 自身的发展，并为人们对重大疾病的认识和 控制做出重要贡献。
中医药系统生物信息学
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 这些新技术为功能基因组学研究提供了 崭新的途径，为揭示很多重要生物过程 的基因调控规律提供了有效手段，同时 也提出空前的生物信息学计算和存储需 求，基因组学研究进入数据驱动的时代， 生物信息学成为其中的核心。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
信息科学与生命科学和医学的 交叉领域
李衍达
• 新世纪信息科学发展的一个重要趋势是对信息的 研究与对物质，能量的研究的定义与融合。 • 从科学的角度，复杂的物质与能量系统中的信息 特征被日益发现起着关键的作用。 • 对信息的研究成为理解这些复杂系统规律和机理 的重要途径，从技术的角度，随着多种数据的大 规模膨胀，信息技术成为很多领域中的核心技术 和瓶颈，成为技术进步的一个关键的推动因素。 • 对生命科学与医学来说，这两点显得越来越重要 和越来越为人们所认可。
信息科学技术的应用
• 从本质上看，信息科学可应用于任何领 域。但从更宽的视角来看，随着人类社 会需求的发展，信息科学的交叉结合领 域，重点也在变化。 • 在过去许多年中，信息科学与技术应用 有着显著效果的领域，如：
• 通信，全球定位，石油勘探，医学影像，三 维影像等
信息科学技术的应用
• 本世纪以来，人类社会面对的主要问题 是：
中医药系统生物信息学
• 重点研究领域包括：
• 以系统生物学观点，综合中医药传统信息、 现代疾病信息、生物功能信息、分子信息等 多层次信息，对中医整体观、辨证论治的系 统内涵开展研究； • 以若干重要疾病或重要病理生理环节为对象， 基于复杂生物系统的观点，开展中药方剂综 合干预的基本原理研究。
健康信息学
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 本课题的研究重点是:
• 面对海量的基因组学与系统生物学数据，以 基因表达调控网络、生殖与发育过程中的表 观遗传机制、细胞间的信号传递与响应、基 因组个体间差异与及疾病易感性之间的关系 等重要生物学问题为背景
健康信息学
• 健康信息学致力于促进医疗和健康研究 与信息科学、计算机科学的结合，通过 整合DNA遗传信息、表观遗传信息、生 物分子标记物、医学纳米影像以及医疗 卫生数据等多方面的信息进行疾病风险 预测、日常健康关护、疾病早期诊断， 并为个体化医疗提供重要支持和决策参 考。
健康信息学
• 课题研究重点分为三个层次：
健康信息学
• 本研究的开展将有效地加深对健康与疾 病研究的认识，促进我国健康产业的发 展以及现有医疗健康模式的转变，对于 推动信息科技在交叉学科的应用也将具 有重大意义。
谢谢大家
• 能源，水，可持续发展，环境对人类生存的 影响，生命与健康； • 安全问题，包括各种灾害，疾病传播，以及 网络安全等； • 脑与认知科学，等等
ห้องสมุดไป่ตู้
信息科学技术的未来
• 因此，我们面对的将来信息科技可能有 显著效果的领域
• • • • • 绿色能源的有效产生，分配和使用 人类活动和全球变化的相互影响和机制 环境保护问题 对传染病，灾害，有毒物质的监测 个人健康信息的廉价监测
• （1）研究人类基因组的个体差异，探究遗传信息 对疾病产生的影响，为疾病风险评估、个体化的疾 病治疗模式提供依据； • （2）研究基于生物分子标记物、医学影像等多方 面信息的疾病早期诊断方法，研究疾病早期发作机 理，提供疾病预防及早期干预的有效依据； • （3）基于疾病信息管理系统的分析，综合个体疾 病治疗信息，研究发病状况与社会、心理、环境之 间的关系，探究“生物-社会-心理”的新型健康管 理模式。
信息科学与生命科学和医学的交 叉领域
• 生命科学与信息科学是21世纪重要的前沿科学， 这两大学科的交叉领域，是当今以及今后相当 长时间内科学探索最活跃的领域之一。进入新 世纪以来，在生命科学和医学突飞猛进的发展 过程中，信息科学扮演了关键角色。
信息科学与生命科学和医学的交 叉领域
• 大力促进信息科学与生命科学和医学交 叉领域的基础研究，既对探索自然有着 深刻的理论意义，又对保障人类健康有 着重要的实际意义，将有力地提高人类 对自身的认识水平，提升人民生活质量， 减少国家医疗卫生资源的支出，从而对 我国国家发展具有重要意义。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 21世纪是生命科学的世纪，而信息科学 在人们了解生命本质的过程中将扮演重 要角色。 • 生物信息学与系统生物学是信息科学与 生命科学两大学科的交叉领域。
• 近年来，继基因芯片之后，出现了超高通量 的深度测序技术和对单个细胞的测序技术。 • 这些大规模并行自动化测序能产生“日以T 计”的超海量数据。
• 随着社会与经济的快速发展，人民的健康意识 不断提升，国内外对于健康产业日益关注。 • 与此同时，随着科技的进步，医疗领域的发展 趋势已从目前对发病患者的治疗逐渐转变为以 早期监测、早期预防、早期诊断、早期治疗的 “早期医疗”模式并强调个体化的疾病诊疗方 法。 • 这将大大改善患者的治疗效果，并降低整个社 会的医疗成本，减少国家卫生资源支出。
信息科学技术的未来
• 我们面对的将来信息科技可能有显著效 果的领域还有：
• • • • • 无损医学诊断 娱乐 网络安全 机器人系统 节能运输与交通
信息科学与生命科学和医学的交 叉领域是未来的一个重点
• 这里我重点的提出三个方向，即
• 面对海量数据的基因组生物信息学与系统生 物学 • 中医药系统生物信息学 • 健康信息学
• 中医药是中华民族的瑰宝，中医药现代 化是关系我国国计民生和人类健康的重 大课题。 • 然而，中医药现代化目前仍缺少有效的 科学研究方法。 • 中医学本质上具有系统科学的思想，揭 示中医学的系统内涵需要突破传统方法 或者还原式研究方法的局限。
中医药系统生物信息学
• 当前系统生物学、生物信息学的蓬勃发 展，为从信息与系统的角度研究中医药 的系统内涵提供了契机，也为信息科学 理解复杂中医药系统带来了严峻挑战。 • 因此，开展“中医药系统生物信息学” 研究，将有助于建立中医药现代化的新 思路与新方法，并从宏观水平和微观领 域促进对人体系统的深入认识，在医学 研究领域形成具有我国原创性的综合研 究方式。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 本课题的研究重点是:
• 研究高效的数据存储、检索和有效的复杂数 据挖掘与分析方法，从信息和系统的角度认 识重要生命过程的机理。这些研究将加深对 重要生命过程的认识，推动信息科学与技术 自身的发展，并为人们对重大疾病的认识和 控制做出重要贡献。
中医药系统生物信息学
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
• 这些新技术为功能基因组学研究提供了 崭新的途径，为揭示很多重要生物过程 的基因调控规律提供了有效手段，同时 也提出空前的生物信息学计算和存储需 求，基因组学研究进入数据驱动的时代， 生物信息学成为其中的核心。
面对海量数据的基因组生物信息 学与系统生物学研究
信息科学与生命科学和医学的 交叉领域
李衍达
• 新世纪信息科学发展的一个重要趋势是对信息的 研究与对物质，能量的研究的定义与融合。 • 从科学的角度，复杂的物质与能量系统中的信息 特征被日益发现起着关键的作用。 • 对信息的研究成为理解这些复杂系统规律和机理 的重要途径，从技术的角度，随着多种数据的大 规模膨胀，信息技术成为很多领域中的核心技术 和瓶颈，成为技术进步的一个关键的推动因素。 • 对生命科学与医学来说，这两点显得越来越重要 和越来越为人们所认可。
信息科学技术的应用
• 从本质上看，信息科学可应用于任何领 域。但从更宽的视角来看，随着人类社 会需求的发展，信息科学的交叉结合领 域，重点也在变化。 • 在过去许多年中，信息科学与技术应用 有着显著效果的领域，如：
• 通信，全球定位，石油勘探，医学影像，三 维影像等
信息科学技术的应用
• 本世纪以来，人类社会面对的主要问题 是：
中医药系统生物信息学
• 重点研究领域包括：
• 以系统生物学观点，综合中医药传统信息、 现代疾病信息、生物功能信息、分子信息等 多层次信息，对中医整体观、辨证论治的系 统内涵开展研究； • 以若干重要疾病或重要病理生理环节为对象， 基于复杂生物系统的观点，开展中药方剂综 合干预的基本原理研究。
健康信息学