生物信息學技術在病原生物領域中的應用初探

黃沐也 湖南師范大學附屬中學

生物信息學技術在病原生物領域中的應用初探

黃沐也 湖南師范大學附屬中學

隨著我國的社會經濟的不斷發展，我國的信息技術也得到了快速的發展，在社會的許多領域當中都應用了生物信息學技術，尤其是病原生物學的研究領域，為我國的病原生物研究領域帶來了新的發展契機。隨著20世紀末期基因組測序數據的快速增加，產生了生物信息學。生物信息學技術是由多個學科融合在一起的一門新興的學科，其中包含有生物學、計算機科學以及高等數學等學科的應用。本文主要探討了生物信息科學在病原生物領域當中的一些應用，為推動病原生物領域發展做出的貢獻。

生物信息學技術 病原生物學 應用

生物信息學技術是研究生物信息的采集、處理、存儲、傳播，分析和解釋等各方面的學科，并且通過數學、計算機科學以及生物學來研究各個數據之間的生物學意義。隨著近年來人類基因組計劃的啟動，人們在生命科學領域獲取了大量的數據，人們希望更深入的去挖掘這些巨量數量，因此就需要用到生物信息學技術來對數據進行分析和解釋。目前，生物信息學的研究方向有基因組學、轉錄組學以及蛋白質組學。隨著基因組和蛋白質組數據庫的完善，生物信息學技術的運用就不僅僅只限于這些方向，從而運用到更加廣闊的醫學研究領域。在病原生物的研究領域，生物信息學技術在病原生物的鑒定具有非常重要作用。

1 生物信息學技術在細菌鑒定中的應用

目前，在細菌鑒定當中主要有兩種鑒定方法，分別是表型鑒定法和分子遺傳學鑒定法。但是隨著生物信息學技術的不斷發展，通過生物信息學技術能夠有一種新型的鑒定方法，這種鑒定方法的分辨率更高，被稱為多位點序列分析。這種方法是通過生物信息學技術對DNA測序鑒定的方法比傳統的兩種細菌鑒定方法更加方便、快捷。還有一種鑒定方法叫做基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜，這也是通過生物信息學技術的應用研發出的一種新型的微生物鑒定方法，主要是通過對細菌的蛋白質指紋圖譜的特征來鑒定細菌。在對細菌進行鑒定的過程當中主要是通過生物信息學技術當中的Spectra Bank數據庫和SPE-CLUST聚類分析軟件來分析細菌的質樸數據來對細菌進行鑒定。

2 生物信息學技術在病毒鑒定中的應用

通過生物信息學技術研究出一種新型的病毒鑒定技術，被稱為基因組條形碼技術，基因組條形碼技術主要是利用病毒的DNA當中的一段片段，然后通過這個片段對物種進行快速、準確的鑒定的一種新型的病毒鑒定技術。基因組條形碼技術能夠對各類病毒進行鑒定并且分類，相比較傳統的單基因序列技術，新型的基因組條形碼技術能夠將單基因序列無法表現出的信息都能夠表現出來。在病毒的鑒定當中還有一種技術就是高通量測序技術，這種技術能夠一次對上百萬條DNA分子進行序列測定，在對病毒的鑒定當中一般用GLC Genomic Workbench軟件來分析高通量測序產生的DNA數據。

3 生物信息學技術在真菌鑒定中的應用

生物信息學技術在真菌鑒定中的應用主要是通過基因芯片技術來實現的，基因芯片技術通過高效、精確的來分析這些基因的信息，因此基因芯片技術在病原生物的鑒定當中具有非常良好的應用前景。在基因芯片技術中最常用的分析軟件是Arraypro，Arraypro分析軟件不僅能夠對基因的圖像進行分析，還能夠對基因的各種數據進行處理。有生物學家在研究鑒定人體皮膚病原真菌的過程當中，通過生物信息學中的PCR的DNA微列陣方法來鑒定真菌，然后再利用Arraypro軟件和Prism軟件對基因的數據進行分析，鑒定的結果的準確率高達90%。

4 生物信息學技術在寄生蟲鑒定中的應用

在病原生物學中對寄生蟲的鑒定可以通過生物信息學中蛋白質組學進行分析能夠對寄生蟲各個生活階段的蛋白質組成進行鑒定，寄生蟲在不同的生活階段的蛋白質圖譜是寄生蟲鑒定中的重要組成內容。相關的生物學家在對杜氏利什曼原蟲的蛋白質組分析的過程當中，通過對蛋白質組的分析，鑒定出多個新的基因。通過生物信息學技術的研究能夠研究不同發育階段的杜氏利什曼原蟲的蛋白質譜，通過這種分析能夠研究出關于抗杜氏利什曼原蟲的藥物靶點，研究出相應的抗性藥物，能夠促進我國的生物藥學的發展。

5 小結

隨著當今社會的快速發展，生物信息學技術也得到了較快的發展，在社會的生活當中生物信息學技術被廣泛應用，尤其是病原生物學研究的眾多領域都應用了生物信息學技術，在未來的發展當中，生物信息學必然能夠在病原生物研究的領域發揮重要的作用，但是需要目前人們對這方面的不斷探究。生物信息學技術在病原生物學中的應用不僅僅能夠推動病原生物學的發展，還能夠提高人們對病原生物疾病的了解以及對這種疾病的預防治療工作，對人類在未來的生存發展中具有重要的意義。

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