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生物資訊學BIOINFORMATICS
第五組
何書林、朱睿鋒、王涵
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生物資訊學
• 利用應用數學、資訊學、統計學和計算機科學的方法研究生物學的問題。
• 分子生物學與資訊技術（尤其是網際網路技術）的結合體。
• 研究材料為各式各樣的生物學數據，研究工具為計算機
• 內容包含對生物學數據的搜索（收集和篩選）、處理（編輯、整理、管理和顯示）及利用（計算、模擬）。
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研究方向
• 序列分析
• 藥物研發
• 基因組注釋
• 比較基因組學
• 計算進化生物學
• 蛋白質結構預測
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序列分析與搜尋
以一未知的DNA序列去搜尋資料庫中相似的所有序列
Blast系列：搜尋速度很快，但在序列相似性較低時會有失誤，有可能會漏掉一些相關的序列。
Smith-Waterman系列：靈敏、但速度慢到必須用硬體加速才實用。
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BLAST
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應用
未知病毒，用序列去搜尋TATTAGTGCTAAGAATAGAGCTCGCACTGTTGCAGGCGTGTCCATACTTAGCAC
AATGACTAATCGCCAGTACCATCAGAAAATGCTTAAGTCCATGGCTGCAACTC
GTGGAGCGACTTGCGTCATTGGTACTACAAAGTTCTATGGTGGCTGGGATTTCA
TGCTTAAAACATTGTACAAAGATGTTGATAATCCGCATCTTATGGGT
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基因與人類疾病
目前已知有91個與人類疾病相關的基因被定位出來，其中有91% (83個)在資料庫中找到相對應的序列。
Ex:
卵巢癌、乳癌：BRCA1(17),BRCA2(13)
大腸癌：MLH1(3),MSH2(2),MSH6(2)
阿茲海默症：PS2(1),PS1(14)
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微陣列發現基因表現
微陣列microarray
群集分析
(cluster analysis)
分類、比對
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應用
預測人類基因
Omic(基因體學(ge-nomic)所衍生出的相關學門)
-藉由基因預測疾病的發生
-臨床醫學研究
-預防與提早治療
-個人化醫療
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藥物研發
• 藥物標靶：某些病態的生化反應中扮演關鍵角色的蛋白質或其他分子
• 虛擬篩選：利用計算的方法，在電腦上面來篩選出可能有治療效用的化學分子
• 三圍高解析度結構
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NUPACK
• 可以分析或是設計核酸系統的線上軟體套件
• 演算法以二級結構模型為基礎
• Analysis：由熱力學分析核酸片段在試管中的結果
• Design：設計二級結構模型
• Utilities：評估、顯示核酸鏈的複合物的平衡性質
• URL: http://www.nupack.org/
http://www.nupack.org/
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未來市場
• 自動識別垃圾DNA
• 基因重組算法
• 重建已相當複雜的進化樹
• 為瀕危物種建立基因銀行
• 藥物檢測
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參考資料
• http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E4
%BF%A1%E6%81%AF%E5%AD%A6 維基百科
• http://bioinfo2.asia.edu.tw/Doc/PS-
%E5%86%A0%E7%8B%80%E7%97%85%E6%AF%92.pdf
亞洲大學生物資訊系
•
http://bioinfo2.asia.edu.tw/Doc/PS-冠狀病毒.pdf亞洲大學生物與醫學資訊學系胡若梅副教授。
• http://www.nchc.org.tw/tw/e_paper/research_report/index.
php?EPAPER_ID=28&RESEARCH_REPORT_ID=10
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%AD%A6http://bioinfo2.asia.edu.tw/Doc/PS-%E5%86%A0%E7%8B%80%E7%97%85%E6%AF%92.pdfhttp://bioinfo2.asia.edu.tw/Doc/PS-%E5%86%A0%E7%8B%80%E7%97%85%E6%AF%92.pdfhttp://www.nchc.org.tw/tw/e_paper/research_report/index.php?EPAPER_ID=28&RESEARCH_REPORT_ID=10
