生命科学领域中的信息化

nkwinter

2012/12/13
食品检测

私聊

生命科学仪器综合讨论

所谓信息化，就是人们凭借现代电子信息技术等手段，通过提高自身开发和利用信息资源的能力，推动经济发展、社会进步乃至人们自身生活方式变革的过程。在科学技术高速发展的今天，信息化已经渗透到各行各业，并在这些行业的发展过程中，发挥了重要的作用，并且这种作用越来越显著。在生命科学领域里亦是如此，本文将简要介绍信息化在生命科学领域中的渗透及其所发挥的重要作用。

第一，互联网的广泛应用为世界各地的生命科学研究者提供了丰富、及时的信息资源（这一点在其他领域也是一样），科研人员可以快速、及时地掌握到第一手资料，迅速了解到这一领域的最新科研成果和研究动向，以便于进一步制定下一步的科研计划并发掘新的研究方向，避免了过去由于信息传递速度等问题而导致的多个实验室重复做早在多年以前就有人研究过并解决的课题。在生命科学的领域提到互联网，最值得关注的自然是http://www.ncbi.nlm.nih.gov，这是一个国际性的免费的生物科学技术领域的大型资源平台（National Center for Biotechnology Information），包含了大量的研究论文、权威书籍、基因组和蛋白质的数据库等，为科研人员提供了重要的科研信息，在生命科学的发展过程中发挥了不可忽视的作用。在国内生物学研究人员最常利用的网站之一生物谷（http://www.bioon.com）也是一个免费的提供了大量研究动态、相关软件、硬件及供应商资料等信息的大型资源平台。更值得一提的是，生物谷的BBS为全国各地的科研人员提供了一个相互交流的平台，如果你在科研中遇到了什么问题，你都可以将它发到BBS上，很快，就会有很多人帮助你解决这个问题，并给你一些好的建议，发挥了类似于“大脑风暴”的作用。总之，离开了互联网这个巨大的信息库，生命科学研究的发展恐怕要比现在滞后很多！

第二，伴随着信息化的发展和在各领域的迅速渗透和发挥作用，生命科学领域的国际间的合作、互助也有了更为广泛的发展。众所周知，“人类基因组计划”是1990年由美国最先发起，美、英、日、法、德和中国的科学家参加，计划于2005年完成的破译人类生命天书的计划。伴随着信息科学在生命科学研究中的应用，这个课题的进展速度日益加快，经过13年努力就共同绘制完成了人类基因组序列图，比原计划提前了两年。另外，2003年的SARS，给了世界各国的病毒专家、分子生物学专家、遗传学家、医学家等一个合作的机会，世界卫生组织联合全球多个国家多个实验室组成联合网络，公开科研成果，共寻“非典”病原。由于有了发达的互联网，使得在共同遭遇的灾难面前，不同领域、不同国度的科学家们可以并以最高的效率组织起来，以最快的速度解决问题。一位科研人员在BBS中这样写道：“在时时更新的互联网上，我触摸到了这个生病的世界还跳动着的真正活力。”当然，对于禽流感的研究也是如此。可见，如果没有这个巨大的信息平台，各国的科研人员不可能如此高效的合作，一些科研计划可能会用较长的时间才能完成，而SARS这样的传染病可能会持续更长时间，带来更多更大的经济损失和人们的生命财产损失。

第三，伴随着信息科学的发展以及大量软件的应用，生命科学的研究也日益依赖各类生物软件及统计软件，离开了这些软件，很难想象科研人员该如何工作。首先，在生命科学已经发展到分子生物学水平的今天，实验设计便离不开软件的应用，数据的搜索、引物的设计、载体的设计等等都必须应用软件来处理。离开了这些软件，科研人员将举步维艰。其次，现在很多试验的操作也必须由各类生物软件和各种仪器关联来共同完成，如测定各种物质的吸光度、基因组测序等等。再次，实验数据的处理在很大程度上也依赖各类软件，如最常用的生物统计软件SPSS等。离开了这些软件，科学家们大概会在仅仅由“A、G、C、T”四种碱基组成的遗传密码面前，在庞大的实验数据面前显得手忙脚乱。

第四，伴随着电子商务的发展，各实验室和生物公司可能比其他行业更多的依赖电子商务进行交易。多数生物仪器公司、生物试剂公司都有自己的主页，都可以进行网上交易，而几乎所有的实验室都进行网上订购。生命科学的领域与其他领域不同，很多试剂或者是基因工程中的引物、载体等都需要“量身定做”，就是实验室首先根据自己的需要，设计出自己所需要的东西，然后向提供商订购，然后提供商根据买方的需要，进行合成，然后发货。而这种订购基本上都依赖于电子商务，因为买方和卖方多处于地理上距离遥远的地区，甚至不同国家，面对面地交易几乎不太可能，所以必须依赖于网上订购和邮递配送。

最后，谈到生命科学领域的信息化，我们不得不谈到生物信息学这一生命科学、数学和信息科学相互交叉发展的产物。生物信息学是一门相当年轻的学科，伴随着20世纪80-90年代计算机科学技术的进步获得了突破性进展。1995年，在美国人类基因组计划（HGP）第一个五年总结报告中给出了一个较为完整的生物信息学定义：生物信息学是一门交叉科学，它包含了生物信息的获取、加工、存储、分配、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。作为一门新兴学科生物信息学更是一种重要的研究开发工具。首先，生物信息学是一门研究生物和生物相关的系统中信息内容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，人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系统理解。其次，生物信息学几乎是今后所有生物（医药）研究开发所必需的工具，因为只有根据生物信息学对大量数据资料进行分析后，人们才能选择正确的研发方向。因此生物信息学具有重大的科学意义，更具有巨大的经济效益。它的许多研究成果可以较快地产业化，成为价值很高的产品。

总之，我们可以看到，信息化已经深深地渗透入生命科学的研究领域中，并发挥了重要的作用，生命科学的研究已经无法离开计算科学和信息化的发展。伴随着信息科学和计算科学的进一步发展和在生命科学领域的应用，生命科学必将在生物信息学，神经科学及传统的生物学方面取得更大的进展。

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