بیوانفورماتیک، چالش‌ها و کاربردها

تعریف بیوانفورماتیک

بیوانفورماتیک اصطلاحا یک علم Interdisciplinary بین رشته‌‌های علوم زیستی و رشته‌های محاسباتی است. منظور ما از رشته‌های علوم زیستی تمام رشته‌هایی است که: به نوعی با واژه “بیو” یا “Bio” سرو کار دارند. از این رو منظور ما از رشته‌های محاسباتی رشته‌هایی است که با پروژه‌های محاسباتی درگیر هستند مثل علوم کامپیوتر، آمار، ریاضی و … .

ماهیت علم بیوانفورماتیک

با توجه به تعریفی که در بخش قبل از علم بیوانفورماتیک ارائه شد، برای فعالیت در این علم، هم نیازمند دانش زیستی و هم نیازمند یادگیری تکنیک‌های محاسباتی هستیم. یکی از مهم‌ترین اطلاعات زیستی که هر متخصص حوزه بیوانفورماتیک باید به آن مسلط باشد مسیر central dogma of molecular biology است. این مفهوم در واقع توضیحی برای جریان اطلاعات ژنتیکی در یک سیستم بیولوژیکی است. همچنین در بخش محاسباتی، ما نیازمند یادگیری برنامه‌نویسی، طراحی الگوریتم، آمار، احتمال و … هستیم.

کاربرد این علم در علوم زیستی

ما در علم بیوانفورماتیک در تلاش برای حل مسائل بیلوژیکی هستیم. و آنقدر مسائل زیستی گسترده هستند که این علم در هرکدام از آنها حرفی برای گفتن دارد. در ادامه صرفا به چند مثال ابتدایی در این حوزه میپردازیم.

در سطح ژنوم و مقایسه توالی‌های زیستی الگوریتم‌های محتلفی وجود دارد که به دانشمندان حوزه زیست‌شناسی تکوینی کمک میکند تا رابطه‌ی تکاملی بین گونه‌های مختلف را کشف کنند. برای مطالعه‌ی بیشتر در مورد کاربردهای بیوانفورماتیک در سطح ژنوم، شما را دعوت میکنیم کتاب استاد Wing-Kin Sung از محققین دانشگاه National University of Singapore را با کلیک کردن بر روی این لینک مطالعه کنید.
در حوزه‌ی ساختاری، میتوان به پیش‌گویی ساختار ماکرومولکول‌های زیستی اشاره کرد.
- برای مثال شما را دعوت میکنیم با کلیک کردن بر روی این لینک مقاله‌ی پیش‌گویی ساختار پروتئین‌ها را از طریق سایت NCBI مطالعه کنید.
- همچنین میتوانید با کلیک کردن بر روی این این لینک مقاله‌ای در مورد پیش‌گویی ساختار RNAها را مطالعه کنید.
در حوزه‌ی دارو، میتوان به طراحی دارو‌های جدید مبتنی بر روش‌های محاسباتی اشاره کرد که هزینه‌ و زمان طراحی داروی جدید را به شدت کاهش میدهد.
در حوزه‌ی طراحی واکسن، مجدد میتوان به طراحی بیوانفورماتیکی واکسن اشاره کرد که با این تکنیک‌ها در کمترین زمان میتوان به کاندید واکسن مدنظر برسیم
همچنین با کمک هوش مصنوعی میتوان سرورهای مختلفی برای اهداف مختلف زیستی ارائه داد.
- مثلا ابزاری بر مبانی هوش‌مصنوعی برای پیش‌بینی سمیت پروتئین‌ها.
  - شاخص‌ترین ابزار این حوزه toxinpred است که میتوانید با کلیک کردن بر روی این لینک سرور آن را مشاهده کنید
- ابزاری برای پیش‌بینی آلرژن بودن یا نبودن یک پروتئین
  - یکی از شاخص‌ترین ابزارهای این حوزه AllerTOP است که میتوانید با کلیک کردن بر روی این لینک مقاله آن را مشاهده کنید
و… .

یادگیری علم بیوانفورماتیک

شاید برای شما سوال باشد که مسائل مطرح شده‌ی بالا را چطور میتوانیم یاد بگیریم. توجه کنید که کمپ بیوانفورماتیک با ارائه‌ی دوره‌های بیوانفورماتیکی مختلف و همچنین ارائه‌ی پروژه‌های مختلف در این راستا زمینه را برای یادگیری این علم فراهم کرده است.
در این بخش پیشنهاد میدهیم با دوره‌ی منطق و مبانی بیوانفورماتیک، با مبانی این علم جذاب و امروزی آشنا بشید. برای کسب اطلاعات بیشتر میتوانید بر روی لینک زیر کلیک کنید:
آموزش منطق و مبانی علم بیوانفورماتیک