生物信息學(xué)論文

1、 生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀及就業(yè)前景分析生物技術(shù)1班20117801109江雪生物信息學(xué)，顧名思義，是一門生物學(xué)與數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)交叉的學(xué)科。最早接觸生物信息學(xué)是在大二申請SIT項目時，我們的課題是對水稻中內(nèi)生放線菌拮抗稻瘟病作用的研究，在前期確定研究路線構(gòu)建研究思路時，我閱讀了大量文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)都涉及了系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建，彼時，對于那些圖的了解我還只停留在可以看出各物種間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近的層面，而不知道是如何畫出來的。而本學(xué)期在譚老師的教授下，我不僅對這些軟件可以熟練運用，也在譚老師的啟蒙下開啟了對生物信息學(xué)探索的興趣，以下是我對國內(nèi)生物信息學(xué)研究現(xiàn)狀及就業(yè)前景的分析，這對我們將來從事相關(guān)行

2、業(yè)提供客觀的基礎(chǔ)。一、內(nèi)涵生物信息學(xué)是80年代未隨著人類基因組計劃（Human genome project)的啟動而興起的一門新的交叉學(xué)科。它通過對生物學(xué)實驗數(shù)據(jù)的獲取、加工、存儲、檢索與分析，進(jìn)而達(dá)到揭示數(shù)據(jù)所蘊含的生物學(xué)意義的目的。由于當(dāng)前生物信息學(xué)發(fā)展的主要推動力來自分子生物學(xué)，生物信息學(xué)的研究主要集中于核苷酸和氨基酸序列的存儲、分類、檢索和分析等方面，所以目前生物信息學(xué)可以狹義地定義為：將計算機科學(xué)和數(shù)學(xué)應(yīng)用于生物大分子信息的獲取、加工、存儲、分類、檢索與分析，以達(dá)到理解這些生物大分子信息的生物學(xué)意義的交叉學(xué)科。事實上，它是一門理論概念與實踐應(yīng)用并重的學(xué)科。生物信

3、息學(xué)旨在揭示“基因組信息結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及遺傳語言的根本規(guī)律”，是21世紀(jì)自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域中“基因組”、“信息結(jié)構(gòu)”、和“復(fù)雜性”這3個重大科學(xué)問題的有機結(jié)合。二、發(fā)展歷程 迄今為止，生物信息學(xué)的發(fā)展主要經(jīng)歷了3個階段：最初是前基因組時代，其研究方向主要集中在生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，檢索工具的開發(fā)和應(yīng)用以及對DNA和蛋白質(zhì)序列的對比和分析；第2個階段，即基因組時代，這一階段工作主要集中在對核苷酸序列的測定、分析以及發(fā)現(xiàn)新基因，還包括基于網(wǎng)絡(luò)和交互界面的大量數(shù)據(jù)庫的開發(fā)和應(yīng)用以及對基因組序列信息的提取分析等；隨著2006年人類基因組圖譜的繪制完成，生物信息學(xué)的發(fā)展進(jìn)入當(dāng)前的后基因組時代，這個時期主

4、要的工作包括蛋白質(zhì)組學(xué)的研究、表觀組學(xué)、疾病表型組學(xué)及人類基因組注釋等的研究。在后基因組時代，如何快速準(zhǔn)確地獲取生物體的遺傳信息仍然是生命科學(xué)的研究中的一個重要問題。三、國內(nèi)生物信息學(xué)的研究現(xiàn)狀 近幾年來，國內(nèi)對生物信息學(xué)的研究方向涉及到基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、疾病表型組、表觀遺傳組及進(jìn)化組等；同時，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)模型，又從中延伸出對各種組學(xué)中組件間的網(wǎng)路進(jìn)行研究，比如蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，以及雙色網(wǎng)絡(luò)等等。隨著第2代、第3代測序的發(fā)展，大量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，又進(jìn)一步深化了對各種組學(xué)的研究和認(rèn)識。1、 基因組研究：測序與拼接的物種低到微生物、微生物群落，高到動植物的全基因組，甚至開始對多倍體小

5、麥進(jìn)行測序和拼接；測序和拼接技術(shù)的發(fā)展對基因的注釋、重注釋以及對基因差異表達(dá)分析提供了足夠多的數(shù)據(jù)；基因的重注釋及功能的研究對于基因相互作用的研究提供了足夠多的證據(jù)。2、 轉(zhuǎn)錄組研究：其中很大一部分是對非編碼RNA的研究，基因組中的非編碼序列是可以表達(dá)的，其表達(dá)產(chǎn)物是非編碼RNA，與其相應(yīng)的基因就稱為非編碼基因。越來越多的事實證明非編碼RNA具有重要的生物學(xué)功能。非編碼RNA通過不同的模式發(fā)揮功能，如調(diào)解轉(zhuǎn)錄模式，調(diào)解蛋白活力，改變RNA的加工方式等。非編碼RNA的發(fā)現(xiàn)和功能研究使研究者從更高的層次對基因組的功能元件及組織的機制進(jìn)行認(rèn)識。3、 蛋白組學(xué)研究：包括蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測、基于結(jié)構(gòu)預(yù)測蛋白

6、質(zhì)功能以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常與疾病等。對疾病表型組的研究有復(fù)雜疾病、復(fù)雜疾病與計算系統(tǒng)生物學(xué)、計算醫(yī)學(xué)、個人醫(yī)學(xué)等。表觀遺傳組包括磷酸化修飾、組蛋白甲基化修飾等。進(jìn)化組中有對microRNA進(jìn)化的研究、物種親緣關(guān)系的研究。4、 功能基因組研究：通過基因芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)以及RNA-seq等技術(shù)，研究特定組織和特定時期的基因表達(dá)，從而進(jìn)一步根據(jù)這些資料來發(fā)展相應(yīng)的算法進(jìn)行分析，得到復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)。如：蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的網(wǎng)絡(luò)、基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等。將雙色網(wǎng)絡(luò)的概念運用到生物網(wǎng)絡(luò)的分析中，通過整合非編碼RNA以及蛋白質(zhì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控信息，可對復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)有更深入的認(rèn)識。四、國內(nèi)生物信息學(xué)就業(yè)前景

7、分析：1、就業(yè)排名：據(jù)專業(yè)網(wǎng)站統(tǒng)計分析，生物信息學(xué)專業(yè)就業(yè)前景最好的地區(qū)是：上海。在"生物科學(xué)類"中排名第 2 ，在整個理學(xué)大類中排名第 5 位。2.薪酬待遇：3、就業(yè)方向：本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在各級生物信息學(xué)的研究機構(gòu)、高等學(xué)校、企事業(yè)單位以及在研究和成果產(chǎn)業(yè)化過程中涉及到生物信息學(xué)的相關(guān)部門，從事科學(xué)研究、教學(xué)和管理工作4、 市場需求變化：以上分析結(jié)果表明，生物信息學(xué)的就業(yè)前景在理學(xué)專業(yè)里比較可觀，并且有十分可觀的前景。結(jié)合我國現(xiàn)階段的研究現(xiàn)狀，經(jīng)過十幾年或更長的時間的努力，我國成為生物信息學(xué)研究強國，是完全有可能的。且信息學(xué)的商業(yè)價值十分顯著。國外很多大學(xué)，研究機構(gòu)，軟件公司甚至政府機構(gòu)紛紛成立各種生物信息機構(gòu)，建立自立的生物信息集成系統(tǒng)，研制這方面的軟件，重金招聘人才，期望從中獲取更多的生物信息和數(shù)據(jù)加以