生物信息学发展现状及趋势.doc

第十章 生物信息学发展现状及趋势 第一节 国内外生物信息学发展概况 1、国际发展概况 从国外近几年研究和应用情况来看，生物信息学在理论上促进了生物学（特别是分子生物学）的发展，使人类对生命本质的认识更加深刻。生物信息学改变了传统的生物学研究方法，提高了生物学实验的科学性和研究的效率，生物科学在生物信息学的推动下，将会发生一场革命。而在应用方面，生物信息学大大促进了人类基因组的研究，已成为生物工程、生物医药产业和高科技农业的巨大推动力，今后还将在功能基因组学研究和蛋白组学研究中发挥其突出的作用。生物信息学是在人类基因组计划的促进下迅速发展起来的，随着计算机技术的发展和渗透，生物信息学在人类基因组中大规模测序的自动化控制、测序结果分析处理、序列数据的计算机管理、各类遗传图谱、物理图谱的绘制、数据的网络获取和分析等方面都发挥着不可替代的功能，显示出越来越重要的作用。但是，目前生物信息学的发展已经完全超越了人类基因组计划，向功能基因组学发展，向蛋白质组学发展。 由于生物信息学对于生物学基础研究、实验研究及生物医学应用具有重大的意义，国际上的一些发达国家非常重视，纷纷成立了相应研究机构。美国、日本和欧洲的许多国家相继成立了生物信息中心，如美国的国家生物技术信息中心、国家基因组资源中心，英国的欧洲生物信息研究所，日本的国家遗传学研究所等。其中，以欧洲各国为主的欧洲分子生物网络组织是目前国际上最大的分子生物信息研究、开发、服务机构。同时由于电子信息技术的发展，如信息高速公路、国际互联网的发展，美国、日本及欧洲各国相继在Internet上建立了众多的生物信息学网络节点，提供大型数据库服务。EMBNet(European Molecular Biology Network)已经连接了22个国家节点和8个大型生物计算中心，成为最大的生物信息学网络。 由于人类基因组等计划顺利的实施，生物分子数据量呈爆炸性增长，现有生物信息数据库中的数据量迅速膨胀，数据库的复杂程度也在不断增加，如核酸序列数据库、蛋白质序列数据库、大分子结构数据库、基因组信息数据库等。同时不断涌现出新的生物信息数据库，新的数据库反映了现代生物科学研究内容的拓宽和现代生物技术的发展，如基因表达数据库。有一些新数据库则是对原有数据库加工处理以后形成的二级数据库，这些数据库为特殊的应用服务，如蛋白质结构分类数据库。目前数据库中既包括主题数据、实验结果，还有大量的辅助资料，如作者、参考文献等。大多数数据库都配置了强大的查询和有哪些信誉好的足球投注网站工具，为用户使用提供最大的方便。网络环境下的数据库集成是目前生物信息数据库发展的重要特征。 在生物分子数据处理和分析方面，目前已经开发出许多实用的生物信息学软件，例如，通用的生物信息处理软件包GCG。在国际互连网上，可以找到各种序列分析、基因识别、进化分析、结构预测等软件。 国际上生物信息学发展轰轰烈烈，2000年分子生物学智能系统国际会议ISMB-2000的成功举办，表明生物信息学已经进入一个新的阶段(Bourne and Gribskov, 2000)。参加这次会议的学者来自44国家，超过1200人。 从事生物信息学研究的除了政府和大学科研机构之外，各种专业研究机构和公司如雨后春笋般涌现出来，生物公司和制药内部生物信息学部门。Saviotti et al., 2000），结果表明，生物信息学市场正在不断扩大，IT行业的公司正逐步进入该领域。新的生物信息学公司发展速度很快，1992年以前只有两家，1992年以后生物信息学公司的数量平均以14%的速度递增。目前生物信息学公司大都在美国。有些公司提供数据处理、解释和可视化软件包，这方面的市场虽然已经建立起来了，但是规模比较小，用户的需求变化较大。有些公司提供生物信息学网络计算服务平台，客户数量估计有几十万。另一类公司致力于建立生物数据和专家知识集成数据库系统和技术平台，提供给制药业，这类公司往往实力雄厚。近几年，生物信息学产业出现新的局面，一些国际上规模比较大的IT企业进入生物信息学领域，展开了激烈的竞争，如IBM、Motorola、HP、Compaq、SGI、Linux、 Hitachi等。这些IT行业的巨头不仅想占据生物信息学领域中计算机和网络的硬件市场，而且还想争取生物信息学技术、软件市场。据专家估计，到2004年，生物信息产品市场将达到115亿美元的规模。由于对生物信息学的需求是如此迅猛，即使是美国这样的发达国家也面临着供不应求的局面。1999年，美国国家卫生研究院（NIH）的专家委员会建议，迅速在大学和研究机构中建立20个生物计算中心给予每个中心每年800万美元的支持，从事有关研究和人才培养，该建议可能在2001年开始实施。英国鉴于国内对生物信息学专业人才日益迫切的需求，所有主要的研究资助机构已经达成共识，