Lect05(北大计算生物学-计算生物学基本方法).pdf

第第 章章 第第五五章章 计算生物学基本方法计算生物学基本方法 计算生物学基本方法计算生物学基本方法 §§§§5555.1.1.1.1 计计算算算算生物生物学学学学、生物信息、生物信息学学学学 的三个层面的三个层面 的三个层面的三个层面 初级层面 基于现有的生物信息数据库和资源基于现有的生物信息数据库和资源，，利用成熟利用成熟的计算生物学的计算生物学 和生物信息学工具（专业网站、软件）解决生物学问题 —— 生物信息数据库 （NCBI 、EBI等） ——基因组序列分析基因组序列分析、、序列比对软件序列比对软件 （（GCG、、BLAST 、、 CLUSTAL等） —— 转录组数据分析软件 （Bowite 、BLAT ）、代谢组数据分析 转录组数据分析软件 （ 、 ）、代谢组数据分析 软件 （SIMCA-P ） —— 系统发育树构造软件系统发育树构造软件 （（PHYLIPPHYLIP 、、PALMPALM等等 ）） ——分子动力学模拟软件 （GROMACS、NAMD等） ——搜集、整理有特色的生物学数据集 中级层面 利用数值计算方法、数理统计方法和相关的工具，研究计 算生物学和生物信息学问题 ——概率、数理统计基础 ——科学计算基础科学计算基础 ——现有的数理统计和科学计算工具 （EXCEL 、SPSS、SAS、 MATLAB等 ） MATLAB等 ） ——建立有特色的生物学数据库 高级层面 提出有重要意义的计算生物学和生物信息学问题；自主创新， 发展新型方法发展新型方法，，开发新型工具开发新型工具，，引领计算生物学和生物引领计算生物学和生物信息信息 学领域研究方向。 ——面向生物学领域面向生物学领域，，解决生物学解决生物学问题问题，，wetwet drydry lablab ——数学、物理、化学、计算科学等思想和方法 建立模型，发展算法 ——建立模型，发展算法 —— 自行编程，开发软件，建立网页 （Linux系统、C/C++、 PERL 、数据库技术） 系统生物学的研究方法 从事计算生物学与生物信息学研究应具备多方面的科学基 础础：： （1 ）一定的计算能力，包括相应的软、硬设备。要有各种 数据库或者能与国际数据库或者能与国际、、国内的数据库系统进行有效的交流国内的数据库系统进行有效的交流。。 要有发达、稳定的互联网络系统； （（22 ））强有力的创新算法和软件强有力的创新算法和软件。。没有算法创新没有算法创新，，计算生物计算生物 学就无法获得持续的发展； （3 ）与实验科学，特别是与自动化的大规模高通量的生物 （3 ）与实验科学，特别是与自动化的大规模高通量的生物 学研究方法与平台技术建立广泛、紧密的联系。这些技术， 既是产生生物信息数据的主要方法既是产生生物信息数据的主要方法，，又是又是验证计算验证计算生物学生物学 研究结果的关键手段。 必须必须具备多学科交叉的知识具备多学科交叉的知识。。 §§5.25.2 计计算算算算生生物学物学物学物学//生生物物物物信息信息学学学学的的 “ “降龙十八掌降龙十八掌降龙十八掌降龙十八掌”” （1） 第一式第一式 见龙在田见龙在田 生物信息数据库及其查询生物信息数据库及其查询 有哪些信誉好的足球投注网站方法 (Database searching) ——对分子生物信息数据库的种类以及某些具体数据库的掌握和了解 ——从现有数据库中熟练获得需要的数据信息（尤其是二级数据库） —— 能熟练地进行数据库查询和数据库有哪些信誉好的足球投注网站（数据库查询系统Entrez 、 SRS；有哪些信誉好的足球投注网站工具BLAST等） ——数据库技术、互联网技术 （2）