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美国留学专业解析之生物信息学与计算生物学

邓嚞

2019-12-01 23:36:25

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生物信息学：是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，是生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。计算生物学：是生物学的一个分支，是指开发和应用数据分析及理论的方法、数学建模和计算机仿真技术等，用于生物学、行为学和社会群体系统的研究的一门学科。

一、计算生物学(computational biology)专业简介
计算生物学（Computational Biology）是生物学的一个分支，是指开发和应用数据分析及理论的方法、数学建模和计算机仿真技术等，用于生物学、行为学和社会群体系统的研究的一门学科。计算生物学的最终目的不仅仅局限于测序，而是运用计算机的思维解决生物问题，用计算机的语言和数学的逻辑构建和描述并模拟出生物世界。就整个学科的内容而论，计算生物学最终是以生命科学中的现象和规律作为研究对象，以解决生物学问题为最终目标，数学和计算机仅仅是解决问题的工具和手段。计算生物学的研究范畴相当广泛，几乎渗透到现代生物学研究的每一个领域。也就是说，任何关于生物学问题的交叉学科研究，只要其工作假设(working hypothesis)可以通过建立数学模型和计算机仿真来进行检验，都可纳入计算生物学的研究范畴。

计算生物学的研究可以划分成两个部分或者两个阶段。一是数据挖掘和知识发现，从大量的实验数据中提取背后隐藏的模式，然后形成假设；第二个阶段是建立数学模型，利用计算机模拟来检验各种假设，为进一步的体内、体外实验研究提供预测结果和指导建议。因此，计算生物学的两个阶段可以归纳为“发现的科学”(iscovery science)和“假设驱动的科学”(hypothesis-riven science)。

计算生物学的应用
从基因组科学新视角来探究人类健康和疾病的各个方面，使将人类基因组计划的成果转化为医学领域的进步成为可能。运用计算生物学，科学家有望鉴定基因和生物通路在健康和疾病中的角色，挖掘它们与环境因素之间的关系。发展、评价以及应用以基因组为基础的诊断方法来预测对疾病的易感性，预测药物反应，发现疾病的早期诊断标记、疾病在分子水平上的发展机制。应用基因组和代谢通路的知识，通过分子模拟等方法进行计算机辅助药物设计，缩短新药开发周期，从而开发有效的、新的疾病治疗方法;发展基于基因组的工具来改善大众的健康状况。

二、生物信息学(Bioinformatics)专业简介
生物信息学(Bioinformatics)是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。是在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。其研究重点主要体现在基因组学（Genomics）和蛋白质组学（Proteomics）两方面，具体说就是从核酸和蛋白质序列出发，分析序列中表达的结构功能的生物信息。