生物信息学发展前景

生物专业留学|2015年01月23日 16:09
生物信息学发展前景
  2000年6月26日,被誉为生命“阿波罗计划”的人类基因组计划,经过美、英、日、法、德和中国科学家的艰苦努力,终于完成了工作草图,这是人类科学世上又一个里程碑式的事件。它预示着完成人类基因组计划已经指日可待。截止目前为止,仅登录在美国GenBank数据库中的DNA序列总量已超过70亿碱基对。在人类基因组计划进行过程中所积累起来的技术和经验,使得其它生物基因组的测序工作可以完成得更快捷。

  可以预计,今后DNA序列数据的增长将更为惊人。生物学数据的积累并不仅仅表现在DNA序列方面,与其同步的还有蛋白质的一级结构,即氨基酸序列的增长。迄今为止,已有一万多种蛋白质的空间结构以不同的分辨率被测定。基于cDNA序列测序所建立起来的EST数据库其纪录已达数百万条。在这些数据基础上派生、整理出来的数据库已达500余个。这一切构成了一个生物学数据的海洋。

  数据并不等于信息和知识,但却是信息和知识的源泉,关键在于如何从中挖掘它们。与正在以指数方式增长的生物学数据相比,人类相关知识的增长(粗略地用每年发表的生物、医学论文数来代表)却十分缓慢。一方面是巨量的数据;另一方面是我们在医学、药物、农业和环保等方面对新知识的渴求,这些新知识将帮助人们改善其生存环境和提高生活质量。这就构成了一个极大的矛盾。这个矛盾就催生了一门新兴的交叉科学,这就是生物信息学。

  生物信息学包含了生物信息的获取、处理、存储、分发、分析和解释等在内的所有方面,它综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义。

  生物信息学不仅具有重大的科学意义,而且具有巨大的经济效益。它既属于基础研究,以探索生物学自然学自然规律为己任;又属于应用研究,它的许多研究成果可以较快或立即产业化,成为价值很高的产品。生物信息学的这一特点在现有的许多学科中几乎是独一无二的。

  这里仅举一个例子来说明生物信息学工业的潜力。据报导,只有50名员工的德国Lion生物信息学公司,将通过扫描公共数据库中的序列来发现500个可能的药物作用靶点,以一亿美元的价格预售给德国Bayer公司。又据报导,生物信息学产业的市场在1998年已经达到10亿美元,而到2002年估计可增长到2000亿美元以上。这是一笔巨大的财富,任何政府的科技决策人都不能对此视而不见。NIH已向美国国会建议投资160亿美元在美国建立5~20个将生物学与计算结合起来的中心。

  美国出现了大批的基于生物信息学的公司,实施了许多生物信息学研究计划,主要与药物设计,基因工程药物,生物芯片,代谢工程与化学工程密切相关。法国议会科技决策评估办公室,评估了基因工程、生物信息学和组合化学等学科的应用前景及法国的对策。生物信息学工业是知识经济的一个典型,潜力巨大。

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