生物資訊學 (Bioinformatics)-上

生物資訊學 (Bioinformatics)-上
國立竹北高級中學生物科張雅菱老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

生物資訊學(Bioinformatics)這名詞是在1979年由荷蘭理論生物學家Paulien Hogeweg所提出，是近來新興的一門整合性科學，結合了生物科學、醫藥、資訊科學、數學、物理及化學等各個領域，主要是透過建立各種資料庫來儲存龐大的資料，以方便快速查詢、存取；而演算法、電腦計算軟體的精進，使得生物學家得以大規模且快速的數據分析；用統計方法與理論來管理和分析生物資料，使得結果更具可信度。簡單來說，生物資訊學就是運用數學和資訊科學的方式來解決生物學相關的問題。

1953年，華生(James Watson)和克里克(Francis Crick)解開了DNA雙股螺旋的結構之謎，從此開啟了分子生物學之門。爾後生物科技的發展日新月異，技術不斷的提升，使得科學家得以揭開越來越多DNA序列內所隱藏的秘密，伴隨而來的是許多生物資料的累積，如：DNA序列與註解(annotation)、蛋白質序列、蛋白質結構等。美國國家衛生研究院生物科技資訊中心(NCBI，http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)應運而生，其資料庫貯存來自全球各地解碼出來的DNA序列，並開放各地研究學者自由使用，是生物資訊學發展的一大推手。

此後，陸陸續續有許多大型資料庫、資訊平台的設立，使生物資訊學的內容越來越豐富，主要包括： DNA和蛋白質序列的註解與分析，序列比對(sequence alignment，從序列中分析親源關係與物種演化)、資料探勘(data mining，發現未知的資訊)、藥物設計(drug design)、蛋白質結構分析與預測、基因表現與蛋白質交互作用的預測等等。

舉例來說，在早期基因體尚未解碼時，科學家僅能就少數知道的現象進行研究，亦即從表型的改變來探究基因的功能，但這樣所獲得的資訊是有限的，而且通常無法解釋複雜的現象。基因體的解碼，讓科學家得以從DNA序列和蛋白質序列上來探究其功能、演化的親源關係、結構上的變異等，也可以利用與已知DNA序列的比對來預測未知基因的功能、蛋白質的結構、可能產生的表型等。

請參閱生物資訊學 (Bioinformatics)-下

參考資料：
1. Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Bioinformatics
2.趙坤茂。新興的生物資訊學。科學發展。396期。6~11頁。2005年12月。
  http://webl.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=8270&ctNode=40&mp=1