バイオインフォマティクス

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バイオインフォマティクスの定義

バイオインフォマティクスは、生物学とコンピュータサイエンスの概念を組み合わせて、大規模な計算問題に取り組む学際的な科学分野です。 コンピュータの役割は近年ますます上昇しており、ほぼすべての科学は、情報を処理し、分析するために技術を利用しています。 最も基本的なレベルでは、バイオインフォマティクスは、現在の情報を定量化し、分析するために、コンピュータスプレッドシートと生物学的観察の単純な使 これらの種類のタスクは、コンピュータアクセス権を持つ科学者に排他的であったが、生物学とスプレッドシートプロセッサを理解している人は誰でもバイオインフォマティクスに従事することができた。 しかし、この分野は創業以来急速に進歩しています。 今、高度なプログラムやソフトウェアは、問題の多様な範囲に取り組むと、以前はテストできなかった質問に答えるために作成されます。 バイオインフォマティクスと計算生物学は現在、交換可能な用語と考えられています。

バイオインフォマティクス専攻

科学のすべての分野でのバイオインフォマティクスの使用の増加は、バイオインフォマティクス専攻の需要を大幅に増加させました。 いくつかの学校は、2つの科学の間のギャップを埋めるのに役立つ彼らの生物学とコンピュータサイエンス部門の間に学際的なプログラムを作 他のプログラムは、教えられている科学の文脈でバイオインフォマティクスの特定の部分を取ります。 例えば、多くの疫学プログラムでは、バイオインフォマティクスがコースワークのセグメントを構成しています。

バイオインフォマティクスを多用する研究分野がいくつかある。 例えば、プロテオミクスは、タンパク質とその起源を分類し理解する科学です。 コンピュータは、遺伝コード、アミノ酸の配列決定、およびタンパク質の3次元構造をモデル化するために必要とされている。 これらのモデルを使用して、特定のタンパク質が他の分子とどのように相互作用するかを予測することさえできます。 最終的には、生物全体をモデル化し、すべての反応が生物全体でどのように起こるかを研究することができるかもしれません。 DNA処理に依存する遺伝学や他の科学にも同じことが当てはまります。 コンピュータの前に、DNAの小さな部分でさえ処理することは非現実的であり、単に関与する多数の要素に基づいて、人間の年を取るだろう。 コンピュータによるDNA、タンパク質、および他の組織の分析は、同様に他の専攻に流出します。 刑事司法の学位でさえ、バイオインフォマティクスの知識が必要です。 指紋とDNAの証拠は、多くの刑事事件で証拠の大部分を占めており、バイオインフォマティクスは、この証拠を取得し、検証するための中心です。

複雑なコンピュータソフトウェアと複雑な生物学システムを理解するためには、コンピュータと生物学の両方の多くの知識が必要であるため、多くのバイオインフォマティクスの学位は大学院レベルの学位です。 しかし、いくつかの学校は、バイオインフォマティクスの学際的な学士号を開発しています。 バイオインフォマティクスの分野は、脳内のニューロンの測定から、コンピュータを使用して作物を追跡するまで、急速に拡大しています。 このように、科学を含むキャリアの数も急速に拡大しています。

バイオインフォマティクスのキャリア

科学の多くの分野と同様に、バイオインフォマティクスは純粋に学術的であるか、他の科学と組み合わせて産業に適用することができる。 バイオインフォマティクスを専門とする教授は、最近の20年以内に平均的な研究者にのみ広範なコンピュータアクセスが利用可能であったため、比較的新しいものである。 しかし、有名な生物学プログラムを持つほとんどの学校は、バイオインフォマティクスのコースを追加しています。 教授や研究は、大学でバイオインフォマティクスのための多種多様なアプリケーションを研究しています。 研究は、有機反応のコンピュータシミュレーションから、タンパク質や毒素のコンピュータモデリング、集団と進化のシミュレーシ 生物学への技術の応用は非常に多様であり、そのほとんどはここではカバーできません。

産業界では、バイオインフォマティクスは多くの産業に革命をもたらしています。 例えば、農業産業を考えてみましょう。 それは私達が今日持っている穀物を開発するために植物学者および農夫世紀を取った。 彼らはこれまで、作物を細心の注意を払って分析し、最高のものを選んで、最高のものだけを再現することによってこれを行ってきました。 今、バイオインフォマティクス技術を使用すると、コンピュータは、特定の植物のゲノムを分析し、一度に植物の何百万人を追跡し、最高になる植物を予測す 人工知能の革命は、このプロセスを支援し、高速化します。 同じ種類の利点は多くの企業によって見られている。

製薬業界はバイオインフォマティクスに大きく依存しています。 彼らは現在の薬を分析して開発する人々を必要とするだけでなく、特定の薬が要する反応を予測する方法やソフトウェアを開発できる次のレベルの 計算能力が増加するにつれて、モデル化できる反応の数と種類が劇的に増加します。 これは、動物実験の終わりと情報に基づいた薬物製造の新しい時代を意味する可能性があります。 医者からの生物医学的な装置作成者へのすべてを含む他の医学の専門職はまた技術を包含している。 今の病院での患者ケアは、バイオインフォマティクスで開発された方法を介して追跡し、大幅に医師や病院によって提供される監視を改善するこ 心臓や脳の多くの高度なイメージング手順や電気的活動テストは、その複雑な性質のためにコンピュータを介して分析を必要とします。

バイオインフォマティクスを採用した最初の職業の一つである疫学は、今日でも可能な限り技術を使用しています。 一般的な病気の多くのパターンの認識と識別は、コンピュータモデリングのためではないにしてもまだ謎です。 疫学者は、現場で収集されたコンピュータとデータを使用して、病気の発生と伝染病への曝露をどのように減らすことができるかを理解するために働 さまざまなソフトウェアは、病気の可能性のある危険因子を評価し、病気の原因となる生物を追跡し、それらがどのように進化するかを監視するために、発生の地理的位置を追跡することからすべてを行うように設計されています。 これは、毎年、インフルエンザウイルスへの予想される突然変異に基づいて彼らの処方を調整するインフルエンザワクチンの製造者によって行われます。 バイオインフォマティクスは、これらの推定の基礎を提供します。

同じ線に沿って、多くの個体群生物学者は、コンピュータと特殊なソフトウェアを使用して、時間の経過とともに個体群の変化を追跡します。 これは、科学者がスプレッドシートに自分の観測を入力し、グラフを作ったことを意味するために使用されますが、それは今はるかに高度です。 科学者は、コンピュータの高度な処理能力を使用して、集団内の時間の経過とともにゲノムへの個々の変化を測定し、観察することができます。 大進化には何百万年もかかるかもしれませんが、微小進化はすべての世代で起こり、科学者たちはバイオインフォマティクスの助けを借りてそれを文書化しています。 大規模では、気候科学者はバイオインフォマティクスを使用して、特定の生物が環境に与える影響について大規模な計算を行います。 バイオインフォマティクス分析のおかげで、私たちが頼りにしている酸素の大部分は海洋の藻類から来ていることがわかりました。 この科学は技術の進歩とともに増加し続け、より高度なモデルを作成し、より多くのデータを処理して収集することができます。