生物资讯Bioinformatics发展现况与未来展望.ppt

生物資訊介紹
主要研究方向
發展現況與應用
未來發展與應用
問題與討論

何謂資訊？
包括各種形式，如新聞、文獻、影片、報告、數字、統計等。

數量龐大且混雜無序的資訊一定要透過適當的處理與分析，才能成為知識，為各行各業所用。

知識不但是促進人類文明及科學發展的基礎與動力，亦是創造知識經濟的主要元素。
生物資訊可略分為四類
有關生物之結構、型態、顏色等巨觀及微觀之資訊。

生物遺傳物質DNA及基因體DNA序列及其特性的資訊。

生物大分子如蛋白質及碳水化合物結構與特性之資訊。

其他有關生物之生物化學、生理、遺傳、演化等之特性。

生物資訊學誕生
1980年
分子生物學快速發展
研究基因到基因產物(RNA、蛋白質)之間的交互作用。
相對於遺傳學與生物化學。

人類基因組計畫(HumanGenomeProject,HGP)
1988年。
美國DepartmentofEnergy及NationalInstitutesofHealth。

人類基因組計畫目標
Identifyalltheapproximately100,000genesinhumanDNA.

Determinethesequencesofthe3billionchemicalbasesthatmakeuphumanDNA.
Storethisinformationindatabases.

Developfaster,moreefficientsequencingtechnologies.

Developtoolsfordataanalysis,and

Addresstheethical,legal,andsocialissues(ELSI)thatmayarisefromtheproject.

人類基因組計劃大事紀
1999年12月1號-國際人類基因組計劃聯合研究小組宣佈他們完整地譯出人體第22對染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體基因完整序列的測定。

2000年3月14日-美國總統克林頓和英國首相佈雷爾發表聯合聲明，呼籲將人類基因組研究成果公開，以便世界各國的科學家都能自由地使用這些成果。他們是針對一些私營生物技術公司為了商業利益而與國際人類基因組計劃展開競爭，並試圖將自己的研究成果申請專利而發出此聲明的。
2000年4月末-我國科學家按照國際人類基因組計劃的部署，完成了1％人類基因組的工作框架圖。

2000年5月8日-由德國和日本等國科學家組成的國際科研小組宣佈，他們已經基本完成了人體第21對染色體的測序工作。

2000年6月26日-各國科學家公佈了人類基因組工作草圖。
快速累積了大量DNA序列及蛋白結構方面的數據，不得不依賴電腦軟體來加以處理分析。
現況：
人類基因約有3萬個
在這3萬個基因當中，已知其功能的，卻還不到十分之一。

使得生物資訊學(bioinformatics)，又稱為計算生物學(computationalbiology)或資訊生物學(informationbiology)應運而生。

生物資訊學的定義
廣泛的定義
應用IT資訊技術在生物資料的管理與分析。

統計角度
利用統計機率模式建立與了解基因的組成架構與功能等。

它是一門整合了生命科學、數理統計及資訊科學的跨領域應用科學。

最終目的
以資訊科技為工具
發掘生物科技未知的新知，以協助研發更多新的醫療技術與生活科技。
生物資訊學的任務及目標
基因組相關資訊的收集、儲存、管理及提供
建立資料庫是儲存基因組相關資訊的重要步驟。
三大DNA資料庫GenBank、EMBL、DDBJ

新基因的發現與鑑定
表現序列標幟(EST)包含了大量未發現的人類基因資訊。

非編碼區資訊結構分析
非編碼區佔據生物基因組的大部份，人們還不清楚它們的作用

生物演化的研究
將物種分類進行親緣樹的建立，用來說明物種之間親疏遠近的關係。

完整基因組的比較研究
從越來越多的完整基因組所作的分析就能得到很多有意義的結論。

基因組資訊分析的方法研究
發展軟體、資料庫、資料庫建置工具、才能容易處理日益增長的物理圖、遺傳圖和序列資訊。

大規模基因功能表現圖譜的分析

蛋白質分子空間結構的預測、模擬及分子設計
欲了解基因的功，能要找到這些蛋白質的分子基礎。

藥物設計
基因治療

生物演化

改良農產品

生物晶片

…等等
「妳的胎兒將來罹患乳癌的機率是一般人的二十倍，血管硬化的機率也高出十倍，預期壽命為六十五歲，但智商有一百五十，容貌和父親的相似度有八十％，請問妳要把他生下來嗎？」這是下一世紀，醫師詢問孕婦的可能對話。

「我要我的小孩眼睛像李奧納多，鼻子像金城武，嘴唇像劉德華，歌聲像張學友……」這是下一世紀孕婦可能會提出的要求。人造DNA生物

可以研發生質燃料

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