医学信息学综述_范文大全

医学信息学综述

【范文精选】医学信息学综述

【范文大全】医学信息学综述

【专家解析】医学信息学综述

【优秀范文】医学信息学综述

范文一:“社会信息学”综述 投稿:金吹吺

作者:滨田纯一

翻译:刘琦

国际新闻界 1999年05期

  一、前言

  我现在任所长的东京大学社会信息研究所在1999年将迎来建所50周年。不过建所时的名称叫“新闻研究所”,“社会信息研究所”这个名称是1992年对新闻研究所进行改组时才诞生的。在这个意义上,“社会信息研究所”这个名称还只有不到7年的历史。但是我认为这个名称所显示的关于“社会信息”研究这一学术上的方法论,在社会信息化取得巨大发展的情况下,从包括报纸、广播这些传统媒体的问题在内的“信息”这一角度出发,开展现代社会各种重要课题研究,是极其有效的工具。

  这种“社会信息学”及“社会信息研究”,现在正处于即将起飞的时期。社会信息本身存在于一切社会并发挥着作用,决不是信息化社会才有的概念。社会信息在任何时代都存在于人们生活的周围,成为社会运作的血管。只是由于近年来社会信息化的迅猛发展,使人们重新认识到这种血管的存在及其意义。这个重新认识又进而促进了以社会信息为对象的研究。本文想就这种关于社会信息研究的性质,论述我的几点思考。

  二、“关于社会信息的综合研究”

  首先我想论述一下关于社会信息研究的基本概念。对于这个问题并没有明确的公认定义。在东京大学,1992年新改组的社会信息研究所成立时,把研究内容定向为“关于社会信息的综合研究”。

  第二次世界大战后,在日本1949年成立的新闻研究所的名称,是取自德国的新闻学(Zeitungswissenschaft)之意而命名的。当时正如文字所示,是以报纸为主要对象,后来又纳入了广播为对象进行研究。但是,从1960年代起,社会信息化迅猛发展,新的信息化浪潮不仅涉及大众媒体,而且包括个人形态传播,进而又进入家庭、企业、或国家和自治体的组织,使研究所的研究范围发生了巨大的扩展,研究内容不只限于所谓大众传播,更扩展到信息网络或灾害信息、一般信息行为领域。在德国也可以看到同样的现象,曾经以Zeitungswissenschaft来表现的研究领域或研究所的名称,被改换为Kommunikationswissenschaft即传播学一词。

  为了适应这种变化,原新闻研究所改为社会信息研究所。在研究所的公文里,关于研究内容做了下述说明:“社会信息研究所的目的是:对社会信息的生产、流通、处理、积蓄、使用进行综合性研究,通过这些研究,从信息角度对人类社会进行社会科学的解释,同时对信息社会现象所产生的各种课题从学术上采取对策。对此,研究所的研究范围是:从个人行为、企业·产业活动、行政·政治过程、文化、信息网络·信息系统的结构和功能等各个角度,来分析由于微型电子技术及电子通讯技术的发展所带来的现代社会信息化不断广泛深入地渗透于大众媒体、信息产业、企业、行政、地区、家庭、教育等社会各个领域的状况。”

  出于对这一研究目的和研究范围的考虑,采用了最适合的名称“社会信息研究所”,以及用“关于社会信息的综合研究”来表述研究目的。在这里,对“社会信息”一词做了如下定义:“人类在社会运作的过程中出现的信息,即作为形成社会的基本因素的个人或组织所生产、处理、积蓄、使用、同时在这些个人或组织间相互流通的信息。在这个意义上,不同于单纯的机械性信号信息和生物体内的遗传信息。”着眼点在于,在现代社会,特别是由于微型电子技术和电子通讯技术的发展使社会信息所具有的社会性意义,以及关于社会信息研究的重要性的急速增加。

  信息一词,比如在计算机科学领域也被频繁使用。在生命科学等领域也经常使用遗传信息这个术语。但是在这里有必要强调在信息一词前面加上“社会”两字所具有的意义。在这里是把计算机使用的信号信息、或生命科学所说的遗传信息的概念置于社会信息之外的。不过,如果这些信息同时又是以诸如知识产权对象的形态“出现在人类社会运作的过程里”,那么当然应该作为社会信息对待。还应该考虑到,关于信息的各种理科、工科、生命科学型的模式可以在构筑信息现象的社会科学型模式时作为范例发挥作用。上述对“社会信息”的定向,并不立即排除与自然科学意义上的信息研究相结合的必要性。

  按照研究所建所目的的定义,目的中所包含的“关于”社会信息这一表述,如下所示,其涉及范围相当广泛,即“不仅把所谓社会信息的信息内容作为对象,而且信息的生产、流通、或处理、积蓄、使用的过程、以及进行生产、流通、积蓄、使用的主体(个人、组织等)都作为研究对象。”这里当然也包括作为信息使用环境的制度上的各种条件的相关研究。特别重要的是“综合研究”一词所具有的意义。关于这一点,是这样解释的:“涉及社会信息的问题,不是个别地、片断地,而是将其与现代社会的全体信息现象连接起来进行研究(研究对象的综合性),同时,与研究对象的这种广泛性相适应,超越传统的学术领域框架,采用综合的、跨学科的研究方法(研究方法的综合性)。”

  三、本质上的“跨学科性”

  社会信息学及社会信息研究在本质上具有跨学科的性质,我想就这一点加以说明。

  首先必须确认的是,社会信息学及社会信息研究的目的是“从信息的角度对人类社会进行社会科学的解释”。在以社会信息为对象时,仅仅满足于分析信息本身,或者分析信息发出、接受主体和信息的流通过程是不够的。重要的是能把握课题所在,通过研究信息现象来探明社会结构和状态,或者提出社会发展的正确方向问题。举例来说,法学不仅要注重法律条文,在解释条文的时候,必然要意识到作为法律背景的社会,经常考虑对法律的解释会给社会带来的冲击。就是说,所谓法学是通过对法律的研究去阐明社会的学问。经济学也是如此,是通过研究经济现象分析、阐明社会的学问。与此相同,所谓社会信息学及社会信息研究,也并不满足于以狭隘的视野分析信息现象,而是具有通过对信息现象的研究能够洞察全社会的学术性质。

  社会信息原本就与人类和社会运作的许多方面结合在一起。如果把社会比喻为身体,信息就如同社会的血管,流贯于人类活动和社会结构的各个角落。因此与各种社会问题有着丰富多彩的联系。这一点显示了按照信息观点进行研究可以成为综合性地解释社会的极为有效的手段。与此同时,这一点还要求社会信息研究必须呈现跨学科的形式。跨学科的方法论的必要性在其他传统学术领域里也经常被论述,但社会信息研究并非依据于某一个传统的规范,而是在超越各种传统规范的新研究领域里进行设定。在这个意义上,跨学科性甚至可以说是社会信息研究的价值所在。至于围绕社会信息研究的各种课题,除了有直接关联的新闻学、大众传播研究等领域之外,在法学、政治学、经济学、社会学、社会心理学等邻近的传统规范中,也已经积累了许多社会科学方面的研究成果。在这样优越的条件下,社会信息研究可以应用这些丰富的学术积累,发展跨学科研究。

  按照这一思路,从另外的观点来看,又与社会信息这个框架是研究的“对象”还是“方法”这一问题的设定相关联。而且这个问题还和社会信息学及社会信息研究是综合科学还是单一科学的争论相对应。

  如果用信息这一框架去切入社会,可以分为两大方法论。

  一个是试图只以信息概念及运动原理对社会进行重新组合及重新定义,就是说通过“信息”的眼镜去描绘世界和社会的景象。由于戴上了这种特殊的眼镜,因而可以清晰地看到社会的某个要素和特征。这种方法与法学研究中的一支古典流派Hans Kelsen的“纯法学”方法论有近似的感觉。用上面谈到的分类法说,就是把信息框架作为“方法”使用。在这里,不是作为自然语言的信息概念,而是把可以有效地分析和重新组合社会的一定的信息概念作为方法来设定。

  另一个是把社会信息框架作为“对象”来理解的方法论。这种广泛地解读与社会信息相关的各种现象的方法论,不是单一科学,只能从各种各样的角度采取多种多样的方法。在把社会信息作为“对象”处理的时候,又可以分为只把焦点对准社会上发生的信息现象的方法论,和以信息现象为线索去解读与其相关的全社会各种课题的方法论。通过前面的论述已经很明确,重要的是后一种方法论。

  但是,把社会信息框架作为“方法”处理的方法论与把社会信息框架作为“对象”处理的方法论之间,并不是完全没有关系。把信息作为对象处理时的一个重要手法,就是可以有效地利用把信息作为方法处理的方法论。当然,为了从方法上有效地设定信息概念,从理论上追求纯粹性的结果,以多种多样的形式存在于社会的信息现象无论如何会被削掉一部分。正是由于削掉一部分,才能有利于清晰地看到信息现象的本质和运动原理。但是同时,在认识全社会的意义上会受到限制。另一方面,把信息作为对象观察的方法论则是把削除掉的夹杂物全部包容一起处理的学术性操作,这是一个在适用方法的多样性意义上,在列入视野的研究领域的广阔性意义上都极其艰巨的操作,而且在认识过程中,会出现完整的合理性得不到保证的情况。然而比起缺点,这个方法论更具有可以有机地全面地认知信息现象的优点。前文曾以血管来比喻信息,血管并不能单独发挥生理机能,要和心脏以及肌肉、骨骼、神经等许多身体重要组成因素成为一体进行活动,所以不仅需要循环系统医学,而且不能缺少来自各个医学领域的综合性研究,这是理所当然的事情。可以认为,社会信息研究需要的综合性质与这种医学情况有类似之处。

  四、“跨学科”的意义和方法

  在这样理解社会信息学及社会信息研究的特征的基础上,就会自然出现展开研究的途径。

  在现阶段,社会信息学及社会信息研究这一词语,应该说是体现了这个领域里学术研究的正确方向的象征性概念,现在还不可能立即建立起具有统一性体系性方法论的学科。相反应该考虑到,对研究对象和方法进行软性规范有益于这个新领域学术的发展。虽然通常认为,要建立一门学科,首先必须说明采用了什么样的独自的方法,或构成了什么样的体系。但是以政治学为例,是否存在着严密的方法上的统一性和理论体系尚有疑问。而且,如果由于过份追求学术上的理论体系而失去分析问题的实践性效果,那就没有任何意义。在与现实社会发展紧密结合在一起的社会信息学领域,这是必须认清的重要问题。

  另外,进行软性规范并不会损害社会信息学及社会信息研究成为独立的学术领域的资格。社会信息学及社会信息研究是一门极具实践性的学问,并且是正在形成和发展中的学问,目前尚无必要考虑对信息研究进行传统的各种学术方法的统一。相反,为了把经济学、社会学、社会心理学、法学、政治学等各种传统规范纳入研究对象,只要分别对其各自的效用性,提供进行交叉的场所或交叉的方法,也就是结合点就足够了。而且这种结合点的设置,没有必要一定是固定的静止的。

  另外,从主体方面考虑,要硬性实现框架的跨学科性也不妥当。社会信息学及社会信息研究与其还未成熟就自我成形,不如继续保持从传统学术领域里积极注入能量的渠道,才能使这个领域的研究得到发展。社会信息研究所的组织原理也基本上是依据这样的考虑构成的,研究所每个研究人员分别在自己的传统研究领域附近形成研究网,再把这些复数的研究网相互连接起来构成研究所的组织形态。在这种组织形态里,各个研究人员把从自己的研究网获得的学术信息注入研究所的全体活动中,以此来进行各种各样的跨众多领域的信息交换,进一步又把信息还原到各自的研究网中去,如此形成一种活跃的机制。正是这种研究方法,才最符合社会信息学及社会信息研究,使其从各个角度软性地适应社会信息化的急速发展。

  五、结束语

  围绕社会信息的研究现状,也许可以比喻为正在进行中的欧洲联盟的情况。在欧洲,如入欧盟的各国一方面都有各自的不同要素,一方面通过超越国境的人、物流通,及更主要的信息流通,正在形成一个松缓的统一空间。近年来在日本的许多大学出现了冠以“社会信息”名称的系和专业,社会信息学及社会信息研究的现状,具有近似欧盟的形象,而且这种特点应该得到肯定的评价。

  就是说,在今天,社会信息学及社会信息研究虽然在整体上有一个模糊的形象,其具体的形态却是多种多样的。在这种情况下,一方面承认差异,一方面探讨如何为社会信息学及社会信息研究的统一空间的形象造型,是现阶段的重要课题。正像欧盟的情况一样,尽管在理念层次上对统一的必要性取得了共识,但是仅有理念并不能顺利推进事物,在现实中依然存在着众多的异质事物。只有尊重这些异质事物,“统一”才能具有生动活泼的内容。在这个意义上,为发展有关社会信息的研究,不仅应重视学术上的实体论,而且学术上的组织论以及程序论也有着重要意义。因此,急切地追求坚固的成形框架是不妥当的,应该追求缓慢的相互混合的研究态度。只有这样,才能形成具有丰富的学术上的未来性和可能性的社会信息学及社会信息研究。

作者介绍:[日]滨田纯一:东京大学社会信息研究所所长、教授

范文二:生物信息学综述 投稿:贺绥绦

院系 班级 姓名 学号

生物信息学综述

Review of bioininformatics

【摘要】 主要是对生物信息学的起源及概念进行论述,以及区别基因组信息学以及生物信息学数据库,重点对生物信息学的研究内容进行综述,并对国内外研究的热点问题进行讨论,最后是对发展前景提出未来展望。由于人类基因组计划的胜利完成与生物信息学的发展密切相关,使生物信息学的发展为生命科学的发展和研究带来了很多的帮助,并对其进行一般性的分析。

生物信息学常见的数据库分为三类:核酸序列数据库、蛋白质序列数据库、三维分子结构数据库。

Summary;Mainly is carries on the elaboration to the biological information study origin and the concept, as well as the difference genome team information study as well as the biological information study database, key carry on the summary to the biological information study research content, and carries on the discussion to the domestic and foreign research hot topic, finally is to the prospects for development proposed the future will forecast.

The biological information study common database divides into three kinds: Nucleic acid sequence database, protein sequence database, three dimensional molecular structure database.

【关键词】生物信息学 基因组 核酸序列 生物信息学数据库

Keyword: bioininformatics genome nucleotide sequence bioininformatics database

一、生物信息学的起源

生物信息学是80年代开始于人类基因组计划的启动,而兴起的一门边缘学科。随着生物科学和计算机科学的迅猛发展,由此而诞生的生物信息学逐渐发展成为一门独立的学科。其名字来源更早,生物信息学的概念是在1956年美

国田纳西州盖特林堡召开的 " 生物学中的信息理论研讨会 " 上产生的。并由林华安博士在1987年正式为这一领域定下“生物信息学”这一称谓。生物信息学主要是一门运用生物学、数学、统计学、物理学、化学、信息科学以及计算机科学等诸多学科的理论方法研究生物学系统和生物学过程中信息流的综合系统科学,通过其独特的桥梁作用和整合作用 , 使人们能够从各生物学科众多分散的观测资料中, 获得对生物学系统和生物学过程运作机制的理解, 最终达到自由应用于实践的目的。生物信息学的实质就是利用计算机科学和网络技术来解决生物学问题。

生物信息并不仅限于基因组信息,生物信息学也并不等同于基因组信息

学。我们普遍认为生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,破译隐藏在DNA序列中的遗传语言,找到代表蛋白质和DNA基因的编码区,特别是阐明非编码区的实质,从而认识生物有机体代谢、发育、分化和进化的规律;同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构的模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。因此,现代生物信息学主要包括3个重要内容,它们分别是基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及药物设计。基因组信息学是指从基因组水平研究遗传的学科。随着各种生物基因组测序计划的展开与分子结构测定技术的突破以及因特网的普及,无数的生物学数据如雨后春笋般迅速涌现。到目前为止,已经测出了上百种生物体的完整基因组序列。如何分析这些从实验过程中获得的大量原.始数据,并从中获得与生物结构、功能相关的有用信息是当前困扰理论生物学家的一个棘手问题。解决这些问题又可以带来新技术的进步,推动生命科学的发展。

二. 生物信息学数据库

随着生物信息的发展,生物信息学数据库的数量在不断的递增,内部结构也不断的复杂化,功能也越来越细化。根据数据的类型可以将数据库分为核酸序列数据库、蛋白质序列数据库三维分子结构数据库。

1 核酸序列数据库

常用的核酸序列数据库有GenBank核酸序列数据库、EMBL核酸数据库、DDBJ数据库、GDBD等。

2蛋白质序列数据库

随着 HGP 计划的不断深入以及测序技术的不进步,蛋白质序列信息也成指数级增长,蛋白质序列数据库就是主要以这些序列也就是蛋白质的一级结构作为数据源,并辅以序列来源序列发布时间、序列参考文献、序列特征等内容加以注释,最终形成数据文件,存放于数据库。目前规模较大的综合型蛋白质序列数据库有:PIR 、SW ISS —PR OT/TrEMBL、PROSITE 等。

3蛋白质结构数据库

将通过实验研究如基于x射线和核磁共振(NMR)分析所获得的关于蛋白质、酶、病毒、碳水化合物和核酸的晶体结构数据收集起来,就形成了生物大分子的结构数据库.虽然其中序列的数量远比不上蛋白质序列数据库,但其数据量也显然在呈指数增长。

三、生物信息学与基因组研究的关系

利用数学模式和计算机处理数据的功能来处理和分析大量增加的人类基因组信息的结果,使人类基因组计划和生物信息学紧紧地结合起来了,而且随着两者的紧密结合和互相渗透,人类基因组计划的前进步伐会大大加快,从而提前完成计划,为人类造福。

生物信息学以基因组信息学为核心,主要任务是收集、储存、分发基因

组的数据和信息,管理和分析、处理基因组及相关的蛋白质、mR NA 的信息,根据基因组数据和信息的比较分析,发现新的基因,并对基因结构和功能进行研究。在此基础上, 归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据 , 从而认识生物代谢、发育、分化、进化的规律。因此生物信息学的研究内容是伴随着基因组研究的不断成功而发展的。也就是说 , 生物信息学从事对基因组研究相关生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和解释。这个定义的含义是双重的: 一是对海量数据的收集、整理与服务, 即管理好这些数据 ; 二是从中发现新的规律 ,用好这些数据。

人类基因组信息为药物发展提供了新的候选分子和新的候选药靶基因,基因组信息学提供的大量信息为这类技术的发展提供了广阔的天地。产生了许多新技术,其中有利用DNA探针阵列进行基因组研究的方法,其原理是通过更有效有作图、表达检测和多态性筛选方法,可以实现对人类基因组的测序。

四、生物信息学的主要研究内容

如今生物信息学界的大部分研究人员都把注意力都集中在序列比对、序列分析、基因组、蛋白质组、蛋白质结构以及与此密切相关的药物设计上方面。

1、序列比对

生物学中的序列是指核酸或氨基酸序列,而序列比对的基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性。序列比对是生物信息学的基础。两个序列的比对现在已有较成熟的动态规划算法,以及在此基础上编写的比对软件包BALST和FASTA。这些软件在数据库查询和搜索中有重要的应用。有时两个序列总体并不很相似,但某些局部片断相似性很高。两个以上序列的多重序列比对目前还缺乏快速而又十分有效的算法。多重序列比较是将待研究序列加入到一组与之同源,但来自不同物种的序列中进行多序列比较,以确定该序列与其它序列间的同源性大小。根据序列同源性分析的结果,重建反映物种间进化关系的进化树。多重序列比对是当前一个研究热点,常用算法有分治法,HMM及聚类法等。目前基因组比对也引起研究者们的关注。不同物种间的基因组比对既能够解释和预测他们蛋白质功能的相似性,又能够揭示不同物种间的联系。基因组比对由于涉及上亿的核酸,计算量很耗时,Delcher提出一种后缀树的方法比较两个基因组。研究基因组比对算法也是一个研究方向。

2、序列分析

序列分析主要是获知DNA序列对应的基因和基因调控序列。而DNA有很

多重复的区域,相同的片段可能属于不同的区域。由于基因组中并非所有的核酸都构成基因,所以序列分析的另一个研究内容是对基因组中的基因和基因调控序列进行自动识别。基因识别是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置。目前在基因识别方面的算法大体可分为基于统计的方法、基于同源性的方法和基于机器学习(如人工神经网络)方法。同时对非编码区域的识别也很重要。

3 、基因组 基因组表示一个生物体所有遗传信息的总和.一个生物体基因组所包含的信息决定了该生物体的生长、 发育、 繁殖和消亡等几乎所有的生命现象.

3.1 、获取人和各种生物的完整基因组

基因组研究的首要目标是获得人的整套遗传密码。人的遗传密码有 32 亿个碱基 , 要得到人的全部遗传密码首先要把人的基因组打碎 , 测完一个个小段的序列后再把它们重新拼接起来。迄今为止 , 人们对人类基因组真正掌握规律的只有 DNA 上 的编码蛋白质的区域 , 最新资料表明这部分序列只占基因组的

1.1%。 在高等生物和人的基因组中非编码序列已占到基因组序列的绝大部分。这表明非编码序列具有重要的生物功能。由于它们并不编码蛋白质 , 一般认为 , 它们的生物学功能可能体现在对基因表达的时空调控上。

3.2 、发现新基因和新的单核普酸多态性

发现新基因是当前国际上基因组研究的热点 , 使用生物信息学的方法是发现新基因的重要手段。

利用EST数据库发现新基因称为基因的电脑克隆。EST序列是基因表达的短 CDNA 序列 , 它们携带着完整基因的某些片段的信息。通过计算分析从基因组 DNA 序列中确定新基因编码区 , 已经形成许多分析方法 , 如根据编码区具有的独特序列特征、根据编码区与非编码区在碱基组成上的差异等。此外, 还可以从基因组序列预测新基因 , 其本质是把基因组上编码蛋白质的区域和非编码蛋白质的区域区分开。从方法上讲就是找出在编码区和非编码区有哪些数学和物理学特征是不一样的 , 将这些序列与已知基因数据库进行比较 , 就可以发现新基因。

单核苷酸的多态性(SNP)表现为单个碱基上的变异。在人群中的表现有差异,如有的人吸烟喝酒长寿, 有的人自幼病痛缠身; 还有同一种治疗肿瘤的药物对某些人非常有效 , 对其他热门则完全无效等等现象。一般认为 ,SNP的研究是人类基因组计划走向应用的重要步骤。这主要是因为 SNP 将提供一个强有力的工具 , 用于高危群体的发现、疾病相关基因的鉴定、药物的设计和测试以及生物学的基础研究等。SNP 在基因组中分布相当广泛。 近年来的研究表明 , 在人类基因组中每 300 个碱基对就出现一次。大量存在的 SNP 位点 , 使人们有机会发现与各种疾病相关的基因组突变。

3.3、功能基因组

功能基因组就是进行基因组功能的注释,了解基因的功能,认识基因与疾病的关系,掌握基因的产物及其在生命活动中的作用。包括以下几个方面:(1)进一步识别基因,识别基因转录调控信息,分析遗传语言。(2)注释所有基因产物的功能。序列同源性分析、生物信息关联分析、生物数据挖掘是进行功能注释的主要生物信息学手段。(3)研究基因的表达调控机制,研究基因在生物体代谢途径中的地位,分析基因、基因产物之间的相互作用关系,绘制基因调控网络图。(4)比较基因组学研究。它是识别和建立不同生物体的基因或其他基因组特征的联系。在基因组水平对各个生物进行对照比较,可以揭示生命的起源和进化、发现蛋白质功能。

(5)功能基因组相关信息分析。

4、蛋白质组

蛋白质组是指一个基因组、一种生物或一种细胞/组织所表达的整套蛋白质.而有关蛋白质组的研究称为蛋白质组学。蛋白质组学的核心内容包括蛋白质组研究体系的建立、 完善和与重要生物学问题有关的功能蛋白质组研究两个部分。基因组对生命体的整体控制必须通过它所表达的蛋白质来执行 , 由于基因芯片技术只能反映从基因组到 RNA 的转录水平上的表达情况 , 而从 RNA 到蛋白质还有许多中间环节的影响,这样,仅凭基因芯片技术人们还不能最终掌握生物功能的具体执行者一一蛋白质的整体表达状况。因此,近年在发展基因芯片的同时 , 人们还发展了一套研究基因组所有蛋白质产物表达情况的技术一一蛋白质组研究技术,包括二维凝胶电泳技术和质谱测序技术。

5 、蛋白质结构及新药设计

基因组和蛋白质组研究的迅猛发展,使许多新蛋白序列涌现出来。然而,要了解它们的功能 , 只有氨基酸序列是远远不够的,因此出现蛋白质结构比对和功能预测。比对是通过比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性。蛋白质的结构与功能是密切相关的,具有相似功能的蛋白质结构一般相似。目前通过X 射线晶体结构分析、多维核磁共振波谱分析和电子显微

镜二维晶体三维重构等物理方法可以获得蛋白质的三维结构,还有一种方法是通过计算机辅助预测的方法。蛋白质结构预测的目的是利用已知的一级序列来构建出蛋白质的立体结构模型.对蛋白质进行结构预测需要具体问题具体分析,不同的已知条件下对于不同的蛋白质需要采取不同的策略。了解蛋白质的功能从而找到其致病的分子机理,知道它们的空间结构,再设计药物对这些疾病进行治疗。生物信息学中的理论模拟与结构预测相当的重要,基于生物大分子结构知识的药物设计也成了当前药物研究的一个热点 ,它根据药物分子与大分子之间作用的互补原理,在受体结构的基础上反过来设计药物分子。而且生物信息学可用于药物靶标基因的发现和验证。

五、国内外生物信息学的现状和未来展望

生命科学与信息科学是目前发展最为迅速的两大领域,作为这两大学科交叉的产物之一 ,生物信息学同样发展迅速,并在基因组学研究中发挥巨大的作用。

国外一直非常重视生物信息学的发展, 各种专业研究机构和公司涌现很多, 生物科技公司和制药工业内部的生物信息学部门的数量也与日俱增。由于对生物信息学的人才需求迅猛,发达国家也面临着供不应求、人才匮乏的局面。

国内对生物信息学领域也越来越重视,取得了一定成绩 , 甚至在国际上还占有一席之地,如北京的罗静初和顾孝诚教授在生物信息学网站建设方面、中科院生物物理所的陈润生研究员在 EST 序列拼接方面以及在基因组演化方面、天津大学的张春霆院士在 DNA 序列的几何学分析方面都取得重要成果。北京大学研究建立起一个EMBL的镜像数据库,并提供数据检索服务。在复旦大学遗传学研究所,为克隆新基因而建立的一整套生物信息系统也已初具规模。中科院上海生化所、生物物理等在结构生物学和基因预测研究方面也有相当的基础,中科院计算所作为我国计算机科学的顶尖机构,利用自身优势,也开始在生物信息方面投入大量的人力物力,从事相关的研究。但从全国总体来看与国际水平差距很大,需要努力。

目前,绝大部分的核酸和蛋白质数据库由美国、欧洲和日本的 3 家数据库系统产生 , 他们共同组成了 DDBJ/EMBL/GenBank国际核酸序列数据库 , 每天交换数据 , 同步更新。其他一些国家 , 如德国、法国、意大利、瑞士、澳大利亚、丹麦和以色列等 , 在分享网络共享资源的同时 , 也分别建有自己的生物信

息学机构、二级或更高级的具有各自特色的专业数据库以及自己的分析技术 , 服务于本国生物 ( 医学 ) 研究和开发 , 有些服务也对全世界开放。此外 , 国内生物 ( 医药 ) 科学研究与开发对生物信息学研究和服务的需求市场非常广阔。但是 , 真正开展生物信息学具体研究和服务的机构或公司却相对较少 , 仅有的几家科研机构主要开展生物信息学理论研究 , 生物信息学服务公司提供的服务仅局限于简单的计算机辅助分子生物学实验设计 , 而且服务体系也不完善。

生物信息学积极倡导的全球范围的资源共享将对整个人类社会的发展产生深远的影响,其研究领域和应用范围也将得到进一步的拓展。那时它不仅具有重要的学术价值, 还有很大的商业价值,有着广阔的发展前景。随着后基因组时代的到来,它将发挥着越来越不可替代的作用。将成为生物医学、生物工程、农学、遗传学、制药和高科技产业的巨大推动力。可以毫不夸张地说,生物信息学将是21世纪生物科学发展的核心领域。

参考文献:

[1]刘秀艳,滕胜--应用计算机识别蛋白质功能[J ].生命的化学

[2]田云,卢向阳--生物信息学[J ] . 生物学杂志

[3]陈新 《生物信息学概论》

[4]吕建新,樊绮诗.《临床分子生物学检验》第三版.人民卫生出版社

[5]Stein LD et al.Gene1998

[6]Lim HA,Batt tR.TIBTECH,1998

[7]张阳德.生物信息学[M].北京:科学出版社,2004

[8]张成岗,贺福初.生物信息学方法与实践[M].北京:科学出版社,2002

[9]王哲 生物信息学概论[M].北京:第四军医大学出版社,2002

[10]贺柏林,张淑誉.生物信息学手册[M].上海:上海科学技术出版社,2002

范文三:生物信息学综述 投稿:莫秞租

生物信息学综述

肖勇

(中国科学技术大学近代物理系,合肥 安徽)

摘要: “生物信息学”是一门交叉学科,包含生物信息的获取、处理、存储、分发和解释等,它需综合运用数学、信息科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量数据所包含 的生物学意义。文章对“生物信息学”的相关基本概念、研究内容,研究手段,目标、现状和发展进行了评述。

关键词:生物信息学;数据库技术;数据挖掘技术;智能模型;进展评述 中图分类号:Q-3

The Review of Bioinformatics Yong Xiao

University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui Abstract: Bioinformatics is a combined subject. It includes how to get, process, store, distribute and explain biology information. It makes use of the tools of Mathematics, Information Science and Biology, and express the biological meanings of data. The related basic concept, research contents, research method, aim and development of this subject were summarized in this paper. Key words: Bioinformatics; Database method; Data mining; The Intelligence Model; Research progress

引言

生物信息学是在生命科学的研究中, 生物学与计算机科学及应用数学等多学科相互交叉而形成的一门新兴的综合性学科 。它以海量生物学实验数据为基本研究对象, 进行数据的获取、加工、存储、检索与分析, 从而实现揭示相关生物学意义的目的。在人类基因组计划的推动下, 各种类型的生物数据, 如核酸序列、蛋白质序列和蛋白质结构的生物信息数据, 呈现指数增长的迅猛趋势。所以21世纪是生物科学的革命时代,人类基因组的研究将全面进入信息提取和数据分析阶段。如何分析这些数据,从中获得生物结构、功能的相关知识是基因组研究取得成果的关键所在。

生物信息学研究内容很多,这里将它分为两大类:基因组学和蛋白组学的研究和生物信息学的研究。

基因组学和蛋白组学的研究包括:基因信息库的建立和研究;新基因的发现、鉴定;非编码区信息结构分析;分子进化的研究;完整基因组的比较研究;基因组信息分析方法研究; 蛋白质三维结构预测;新药物设计;遗传密码的起源。

目前,研究手段基本都是基于数据库技术,利用各种软件算法模型如神经网络算法模型,支持向量机模型,隐含马尔科夫模型(HMM)等智能模型分析和鉴别数据,充分利用数据挖掘技术,对比各类信息,挖掘数据隐含的规律和本质。

1、生物信息学的由来和基本定义

生物信息学是英文单词 Bioformatics 的中译名称,马来西亚裔美籍学者 Hwa A.Lim首先创造和适用了这个名词,广义的生物信息学可以认为为分子生物学与信息技术(尤其是互联网技术)的结合体。生物信息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据,其研究工具是计算机,研究方法包括对生物学数据的搜索(收集和筛选)、处理(编辑、整理、管理和显示)及利用(计算、模拟)。目前主要的研究方向有:序列比对、基因识别、基因重组、蛋白质结构预测、基因表达、蛋白质反应的预测,以及建立进化模型。

或许, 不同研究领域或不同研究背景的科学工作者, 或生命科学研究的不同发展阶段的侧重点不同, 对生物信息学可能有不同认识。但笔者认为生物信息学最终应该是一门研究生物体生命系统中遗传信息流的控制、表达、功能的实现等一系列涉及整个生命有机体形成、生长、发育和衰亡全过程的科学。

2、生物信息学的研究内容

生物信息学的研究内容和对象可以定义为对分子生物学中两类信息流的研究:  第一类信息流源于分子生物学的中心法则:DNA序列被转录为mRNA序列,后者被

翻译为蛋白质序列。蛋白质序列继而折叠为具体功能的三维结构。按照达尔文演化理论,这些功能被生物体的环境所选择,从而驱动群体中DNA序列的进化。因此,第一类的生物信息学应用关注于中心法则中任一阶段的信息传递,包括DNA序列中基因的组织与控制、确定DNA中的转录单位、从序列预测蛋白质结构以及分子功能分析。  第二类信息流是基于科学方法:提出关于生物学活动的假设,设计实验以验证这些假

设,评估结果与假设的相容性,然后根据实验数据对原假设作扩展或修正。第二类的

生物信息学应用关注于这一流程中的信息传递,包括产生假设、设计实验、通过数据库将实验结果组织起来、检验数据与模型的相容性以及修正假设的各个系统。

3、生物信息学的研究现状和数据库的建立

近几十年来, 分子生物学发展的一个显著特点是生物数据的剧烈膨胀, 且迅速形成了海量的生物信息库, 与数据的海量特征相比, 分子生物学发展的另一个特点是数据的复杂性。从信息科学角度来看,分子生物学的实验数据一般是在既无标准词法、又无句法的条件下产生的, 这必然加剧了生物学数据的复杂性。面对生物学数据在量(海量)与质(复杂性)及网络时代川提出的严峻挑战, 如何存储、管理、集成生物分子数据, 满足生物学研究人员研究和应用的需求, 是数据库技术研究人员面临的一个重要课。

3.1 生物信息学的数据库的分类

生物信息学数据库几乎覆盖了生命科学的几个领域,核酸序列数据库有Genbank、EMBL、DDBJ等。蛋白质序列数据库有SWLSS-PORT、PIR、OWL等,蛋白质片段数据库有PROSTTE、BLOCKS等,三维数据库有PDB、NDB等,此外还有其他数据库数百种。一般而言,生物分子数据库可以分为一级数据库、二级数据库、知识数据库和整合数据库。一级数据库直接来源于实验原始数据,只经过简单的归类与注释;二级数据库是对原始数据进行整理分类的结果,知识数据库是专门收集文献、作者等信息来源的数据库,整合数据库是由一级数据库和二级数据库合成的数据库。

3.2 生物信息学的主流数据库技术

(1)flat file数据库是利用文件系统把存有生物信息的相互独立的文本文件按一定规则收集到一起。

(2)关系数据库在数据库发展的历史上, 最重要的成就就是关系模型。关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。关系数据库管理系统的查询语言是Structured Query Language(SQL)。

(3)面向对象数据库是建立在面向对象理论上的数据库。在面向对象数据库管理系统中任何数据类型都可以用面向对象的思想和语言去表示。无疑在解决生物数据异构问题上, 面向对象数据库有其独特的优势。

3.3 生物信息数据库存在的问题

目前, 生物信息数据库中主要包括核酸数据、蛋白质数据以及功能数据等内容, 来自于世界各地不同的实验室。有些是从实验获得的未经任何处理的原始数据, 有些经过简单的归类整理和注释, 有些则是针对特定目标通过理论分析和复杂处理得到的。因此, 生物 信息数据在具有增长迅猛、更新及时、种类繁多等特点的同时, 更表现出高度的复杂性、多样性和不一致性。

随着生物信息数据量的激增以及数据处理能力的复杂程度不断提高, 现有的生物信息数据库已经逐渐暴露出许多问题。三大核酸数据库依靠传统方式交换数据, 无法及时反应出其他专用生物信息数据库(特别是三大核酸数据库以外的其它生物信息数据库)的变化情况以及非核酸类数据信息。网上所提供的大部分数据分析工具

采用面向问题的搜索方法, 搜索效率随着问题规模的扩大而降低, 并且无法智能地对数据中存在的未知知识进行发掘。为此, 在后基因组时代, 需要将数据仓库思想及智能数据挖掘技术运用到生物信息学领域中。

4、基于生物信息数据库的数据挖掘技术和OLAP

目前, 在生物信息学中, 基因比对(Alignment)是最常用和最经典的研究手段。在核酸序列或蛋白质序列之间进行两两比对, 比较两个序列之间的相似区域和保守性位点, 寻找二者的相似形、同源性, 进而探寻可能的分子进化关系, 揭示序列中蕴涵的结构、功能等信息。所以基于数据仓库的联机分析处理(Online Analysis Process , OLAP)以及数据挖掘(Data Mining ,DM)引起了日益广泛的关注和应用。

基于数据仓库的联机分析处理(OLAP )是一种自上而下、不断深入的分析工具。用户提出问题或假设,OLAP 则负责从上而下深入地提取出关于该问题的详细信息, 并以可视化的方式呈现给用户。DM 是一种决策支持过程和挖掘性工具, 它主要基于人工智能、机器学习、统计学等技术, 高度自动化地对原始数据进行分析, 发现隐藏在数据中的模式, 做出归纳性和预测性的推理。数据挖掘主要存在以下几种经典分析模式 :关联模式分析、序列模式分析、分类分析、聚类分析, 其中关联模式分析应用最为广泛。关联模式分析通过对一组给定的Item 和一个记录集合进行分析, 推导出Item 间的相关性, 进而挖掘隐藏的关系。可见, 通过数据挖掘技术, 开发面向功能解释和功能预测的工具, 能够发现不同基因、蛋白质序列中的相关性, 从而进一步比较分析其功能。

5、生物信息数据库数据挖掘的趋势——智能模型

由于人工智能的理论、方法和技术的发展推动了智能模型在生物信息领域的广泛应用。以隐含马尔可夫模型为例讲述人工智能在生物信息分析中的作用。

1、 蛋白质功能结构预测是生物信息学中的一个重要的研究方向。

隐含马尔可夫模型(HMM)在这里得到了广泛的应用。HMM对蛋白质数据银行(简称PDB)中有代表性的结构建模同时还为每一个目标序列建立了HMM,每一个目标序列都通过HMM库进行打分。此外,所有的在PDB里的序列也会通过HMM再次被打分。如果两种结构中都有好的得分,那么,就意味着目标序列具有很大的可能性是同源性结构。

2、在DNA序列中发现基因研究了多年,它是在有足够的基因信息可用的情况下的首批课题之一。

问题是:给定一个DNA序列,通过它来确定基因,基因中含有编码蛋白信息区域。核苷 酸序列分为:基因内的编码蛋白区域、基因内的非编码蛋白区域和基因间的区域。问题描述如下:

输入:DNA序列X=(x1,x2…,xn)这里每个序列有A,C,G,T四种状态。

输出:在X中的每一个元素所属的区域(基因内的编码蛋白区域、基因内的非编码蛋白区域和基因间的区域)。

这里,HMM 用于DNA序列元素的分区识别。模型HMM的输入为DNA序列X,输出为X中各元素的分区识别结果。

当然,智能模型还有很多,如神经网络模型(ANN)、支持向量基模型(SVM)、Bayesian模型等等。

7、生物信息数据库的必然趋势——建立基于Web 的生物信息数据仓库(DWBW)

已有的生物信息数据库都已经提供基于互联网的数据提交、序列查询、基因比对等功能, 且几大数据库之间也实现了准实时的互联互通。但是, 基于这些生物信息数据的分析比较工具, 都不能从面向主题的角度对全部数据进行分析以找出具有价值的规律, 更不具有决策支持的能力。基于现有的生物信息数据库, 运用数据仓库思想, 利用OLAP 和数据挖掘技术, 建立生物信息数据仓库, 是一种不需要大幅增加硬件设备以及物理装置的前提 下, 实现基于Web 平台的生物信息集成与处理平台的可行方案。DWBW 将通过一个统一的基于Web 的页面与用户进行交互, 在后台则主要由请求分类服务器、Web 服务器以及专用分析工具服务器共同完成对用户问题的提交和分析, 实现对数据仓库元数据规则的理解, 然后根据问题分类的结果, 与相关的分析工具进行匹配, 将问题提交到相应的专用分析工具服务器进行处理。处理完成后返回给请求分类服务器, 进而返回给提交问题的用户。 DWBW 与传统的数据仓库概念特征相比, 两者都是对海量的、复杂数据进行处理;能在解决“不明确问题”过程中显示很强的能力;面向数据分析, 把辅助决策作为一个重要的最终目标。DWBW 还具有几个特性:实时性要求较强;与一般的数据仓库相比对单个记录的准确性要求更高;数据仓库不是物理存在的, 而是通过互联网络将多个数据库连接在一起, 共同发挥作用的数据仓库。

8、结论

“生物信息学”是一个朝阳学科,它的产生将对生物学的发展产生深远的影响。“分子生物学”的发展使人们可以在分子的层次上对生物学进行研究,但是,大量的生物学列数据以及基因表达数据的不断涌现,使人们不得不寻求新的研究方法,“生物信息学”应运而生。该文对“生物信息学”的研究内容和研究手段进行了初步总结,生物信息数据库的建立和数据挖掘。同时对智能模型与DWBW进行了评述。

参考文献:

【1】

【2】

【3】

【4】

【5】

施季森,何祯祥. 21世纪的生物信息学评述[J] 潘金灯. 生物信息学中的智能模型[J]. 潘伟. 数据仓库技术在生物信息学中的应用研究[J]. 彭红. 数据挖掘技术及其在生物信息学的应用[J]. 赵友杰. 生物信息学中的数据库技术[J].

范文四:生物信息学综述 投稿:贺虑虒

摘 要:对生物信息学的产生背景及概念进行论述,对生物信息学、计算生物学、基因组信息

学等概念进行区别,重点对生物信息学的研究内容进行综述,并对研究的热点问题进行讨论,

最后对发展前景提出展望。

关键词:生物信息学;基因组信息学;蛋白质结构预测;药物设计

生物信息学的起源

生物信息学是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科。基因组学的出现始于1986年,美国Johns Hopkins大学著名人类遗传学家和内科教授McKusick创造了基因组学(Genomics)这个名词,意指从基因组水平研究遗传的学科。虽然基因组信息量在生物总信息量中占有极大的比重,但是,生物信息并不仅限于基因组信息,生物信息学也并不等同于基因组信息学。目前,我们普遍认为生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,破译隐藏在DNA序列中的遗传语言,找到代表蛋白质和DNA基因的编码区,特别是阐明非编码区的实质,从而认识生物有机体代谢、发育、分化和进化的规律;同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构的模拟和预测,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。因此,现代生物信息学主要包括3个重要内容,它们分别是基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及药物设计。

从20世纪90年代以来,随着各种生物基因组测序计划的展开与分子结构测定技术的突破以及Internet的普及,无数的生物学数据如雨后春笋般迅速涌现。2001年2月12日,美国Celera公司与美国国家人类基因组计划分别在Science和Nature上公布了人类基因组的精细图谱及其初步分析结果。2002年4月5日出版的Science杂志又把水稻基因组的序列框架图公布出来。2002年8月23日出版的Science杂志公布了河豚的全基因组序列。到目前为止,已经测出了上百种生物体的完整基因组序列。如何分析这些从实验过程中获得的大量原始数据,并从中获得与生物结构、功能相关的有用信息是当前困扰理论生物学家的一个棘手问题。生物信息学(Bioinformatics)就是在此背景下发展起来的综合运用生物学、数学、统计学、物理学、化学、信息科学以及计算机科学等诸多学科的理论方法而形成的一门崭新交叉学科。

2 生物信息学主要研究内容

从生物信息学研究的具体内容上看,生物信息学主要包括序列比对、序列分析、功能基因组、基因表达数据分析、蛋白质结构、药物设计等方面。

2.1 序列比对

在生物学中序列是指核酸或氨基酸序列,序列比对是指比较两个或两个以上符号序列的相似性双序列比较是将待研究序列与DNA或蛋白质序列库进行比较,用于确定该序列的生物属性,也就是找出与此序列相似的序列。常用的程序包有BLAST、FASTA等。多重序列比较是将待研究序列加入到一组与之同源,但来自不同物种的序列中进行多序列比较,以确定该序列与其它序列间的同源性大小。根据序列同源性分析的结果,重建反映物种间进化关系的进化树。常用的构建进化树的算法是UPGMA,软件包有PYLIP、MEGA等。多重序列比对是当前一个研究热点,常用算法有分治法,HMM及聚类法等。目前基因组比对也引起研究者们的关注。不同物种间的基因组比对既能够解释和预测他们蛋白质功能的相似性,又能够揭示不同物种间的联系。基因组比对由于涉及上亿的核酸,计算量很耗时,Delcher提出一种后缀树的方法比较两个基因组。研究基因组比对算法也是一个研究方向。

2.2 序列分析

随着越来越多生物体的DNA序列被人类测定,人们希望通过序列分析来获知其对应的基因和基因调控序列。重新组装在散弹法DNA测序过程中被打散的DNA序列,即研究基因重组算法是生物信息学研究的重点课题。基因重组的难点是DNA有很多重复的区域,相同的片段可能属于不同的区域由于基因组中并非所有的核酸都构成基因,所以序列分析的另一个研究内容是对基因组中的基因和基因调控序列进行自动识别。基因识别是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置。从具有较多内含子的真核生物基因组序列中正确识别出起始密码子、剪切位点、内含子、外显子和终止密码子等。目前在基因识别方面的算法大体可分为基于统计的方法、基于同源性的方法和基于机器学习(如人工神经网络)方法。同

时对非编码区域的识别也很重要。在人类基因组中,编码部分仅占总序列的3%~5%,其它的非编码区可能具有未被识别的功能。分析非编码区DNA序列需要大胆的想象和崭新的思路。

2.3 功能基因组

功能基因组的任务是进行基因组功能注释(Genome annotation),了解基因的功能,认识基因与疾病的关系,掌握基因的产物及其在生命活动中的作用。功能基因组学的研究主要包括以下几个方面的内容:(1)进一步识别基因,识别基因转录调控信息,分析遗传语言。(2)注释所有基因产物的功能,这是目前基因组功能注释的主要层次。1995年Owen White设计出了第一套基因组注释软件系统。该系统能够自动识别基因、转录基因和其他生物学特征,并能够初步分析它们的功能。序列同源性分析、生物信息关联分析、生物数据挖掘是进行功能注释的主要生物信息学手段。(3)研究基因的表达调控机制,研究基因在生物体代谢途径中的地位,分析基因、基因产物之间的相互作用关系,绘制基因调控网络图。(4)比较基因组学研究,是识别和建立不同生物体的基因或其他基因组特征的联系。在基因组水平对各个生物进行对照比较,可以揭示生命的起源和进化、发现蛋白质功能。(5)功能基因组相关信息分析。包括与大规模基因表达谱分析相关的算法、软件研究,基因表达调控网络的研究;与基因组信息相关的核酸、蛋白质空间结构的预测和模拟,以及蛋白质功能预测。

2.4 基因表达数据的分析

对基因表达数据的分析可以获取基因功能和基因表达调控信息,这是生物信息学的重大挑战之一。目前对基因表达数据的处理主要是进行聚类分析虽然聚类方法是基因表达数据分析的基础,但是目前这类方法只能找出基因之间简单的、线性的关系需要发展新的分析方法以发现基因之间复杂的、非线性的关系。最近国际上在基因调控网络分析方面出现了许多有意义的工作,建立起一些基因调控网络的数学模型,如布尔网络模型、线性关系网络模型、微分方程模型、互信息相关网络模型等,在此基础研究基因调控网络的动力学性质。

2.5 蛋白质结构预测

蛋白质结构预测是生物信息学的重要应用。蛋白质的氨基酸序列(也称为一级结构)可以容易地由它的基因编码序列获得。蛋白质的结构对于理解蛋白质的功能十分重要。目前尚没有普遍可行方案实现蛋白质结构的准确预测;大多数方案为启发式的。蛋白质结构预测分为二级结构预测和空间结构预测。理论和实验表明,不同的氨基酸残基在不同的局域环境下具有形成特定二级结构的倾向性,因此在一定程度上二级结构的预测可以归结为模式识别问题。二级结构预测的目标就是预测某一个片段中心的残基是α螺旋,还是β折叠,或是其它。常用方法有立体化学方法、图论方法、统计方法、最邻近决策方法、基于规则的专家系统方法、分子动力学方法和人工神经网络方法。目前较为常用的几种方法有:PHD、PSIPRED、Jpred、PSEDATOR、PSA。在空间结构预测方面,比较成功的理论方法是同源模型法。运用同源模型方法可以完成所有蛋白质10%~30%的空间结构预测工作。得到蛋白质结构后就可以进一步分析研究蛋白质的功能。

药物设计

基于生物大分子结构的药物设计是生物信息学中极为重要的研究领域。生物信息学可用于药物靶标基因的发现和验证。有许多数据库可用来获得不同组织在正常/疾病状态下基因表达的差异,通过搜索这些数据库,可以得到候选基因作为药物靶标,特异性地针对某一种疾病。另外,还可根据蛋白质功能区和三维结构的预测来对药物靶标进行鉴定,以便早期了解所研究蛋白的属性,预测它是否适用于药物作用。计算机辅助药物设计主要包括活性位点分析法、数据库搜寻、全新药物设计。目前,活性位点分析软件有DRID、GREEN、HSITE等。另外还有一些基于蒙特卡罗、模拟退火技术的软件如MCSS、HINT、BUCKETS等。目前数据库搜寻方法分为两类。一类是基于配体的,即根据药效基团模型进行三维结构数据库搜寻。该类方法中比较著名的软件有Catalyst和Unity,而以前者应用更普遍。另一类方法是基于受体的,也称为分子对接法,具代表性的分子对接软件主要有DOCK、F1exX和GOLD。全新药物设计方法出现的时间虽然不长,但发展极为迅速,现已开发出一批实用性较强的软件,其主要软件有LUDI、Leapfrog、GROW、SPROU以及北京大学来鲁华等开发的LigBuilder等,其中LUDI最为常用。

3.结束语

生物信息学是一门新兴的极具发展潜力的学科,对计算机工作者也提出极高的要求,在序列比对中目前的研究热点主要有多序列比对算法及基因组比对算法。在序列分析中重点是研究基因重组及基因识别算法,同时对非编码区的识别也是个重点。同时后基因组时代从结构转向功能的研究涉及到基因组功能的注释,基因的表达调控机制,比较基因组的研究等内容。同时蛋白质的结构预测对蛋白质的功能理解也非常重要,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。

范文五:2010年以来医学信息学综述文献 投稿:毛疇疈

[1]旷景明,包洪岩,兰小筠等.非线性信息查询行为研究综述[J].医学信息学杂志,2013,34(12):56-59.

[2]朱红,耿伟,张昌明等.粒度计算在预报流行病中的应用研究[J].医学信息,2012,25(7):4-5.DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2012.07.002.

[3]陈燕青,肖芳,邹立君等.云计算在图书馆中的应用研究综述[J].医学信息学杂志,2012,33(3):34-38.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2012.03.010.

[4]李冰华,黄刊迪.泛在信息环境下我国信息异化现象研究综述[J].医学信息学杂志,2013,34(2):40-44.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2013.02.010.

[5]季汉珍,练晓琪,周建伟等.新型信息媒体技术应用于医院图书馆服务探索[J].医学信息学杂志,2010,31(10):35-39.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2010.10.009.

[6]关延风,马骋宇.基于电子病历的医疗信息隐私保护研究[J].医学信息学杂志,2011,32(8):36-39.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2011.08.012.

[7]孙海霞,吴英杰,李军莲等.中文关键词一主题词自动映射方法研究综述[J].医学信息学杂志,2012,33(3):47-52.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2012.03.013.

[8]何兰,范继红.基因芯片数据特征选择法研究[J].医学信息学杂志,2012,33(10):44-47.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2012.10.012.

[9]向珍君,王晖,邓小虹等.地理信息系统在公共卫生领域的应用[J].医学信息学杂志,2012,33(11):22-26.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2012.11.006.

[10]于彤,赵阳,崔蒙等.语义网技术在生物医学中的应用现状及发展趋势[J].中国数字医学,2012,07(10):9-12.DOI:10.3969/j.issn.1673-7571.2012.10.003.

[11]温辉民,陈杰.信息科学在口腔正畸临床中的应用[J].口腔医学,2010,30(2):115-116.

[12]李范,崔雷.谈Meta分析与综述类文献[J].中国实用眼科杂志,2012,30(1):31-35.DOI:10.3760/cma.j.issn.1006-4443.2012.01.007.

[13]王娟,李学军.网络药理学与药物发现研究进展[J].生理科学进展,2011,42(4):241-245.

[14]严枫,邱天.国内外医院阅读疗法研究进展综述[J].医学信息学杂志,2012,33(11):61-65,81.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2012.11.015.

[15]张玢,杜建,王敏等.评价学术影响力的引证分析指标研究综述[J].医学信息学杂志,2010,31(12):41-46,88.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2010.12.011.

[16]冀玉静,李军莲,李芳等.词共现分析在构建概念空间中的应用研究综述[J].医学信息学杂志,2010,31(10):49-52.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2010.10.012.

[17]黄岩.移动互联时代数字图书馆发展要述[J].医学信息学杂志,2013,34(7):72-77.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2013.07.017.

[18]张会会,马敬东,邸金平等.网络健康信息质量评估研究综述[J].医学信息学杂志,2014,35(3):1-5,16.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2014.03.001.

[19]张芳丽,陶海.单病种数据库技术在眼科信息化管理中的应用进展[J].医学信息学杂志,2013,34(3):44-46,51.DOI:10.3969/j.issn.1673-6036.2013.03.009.

范文六:信息技术在医学研究分析中的应用综述 投稿:陶祬祭

信息技术在医学研究分析中的应用综述

前言: 所谓医学研究分析,就是根据医学研究所得的客观数据和现象而得到的相关结论。本篇综述将具体举例说明利用信息技术去进行药品分析、医学统计中的应用,这些例子都说明进入21世纪后信息技术对于医学革命进步的主导作用。同时将会对信息技术在医学应用中的前景以及所将面临的挑战进行相关叙述。 关键词:

医学研究分析;信息技术热点应用;发展挑战

一. 引言:

进入21世纪,我们步入信息化社会,同时随着第三次科技革命的逐步深入,信息化社会进程加速,信息技术蓬勃发展。本篇综述将就当前热点信息科学技术在医学领域的应用具体举例说明信息技术在医学研究分析中的应用。通过一些信息技术在医学研究分析方面的应用以及相应的动态和成果的展示,来突出说明信息技术在对提升医学科技创新能力的作用,在医学科技创新中占据着举足轻重的地位,而且随着医学技术的不断进步与发展将发挥越来越重要的作用。

二. 正文:

2.1 利用信息技术进行药品分析:

如今的药物分析随着药物化学的发展逐渐成为分析化学中相对独立的一门学科, 在药物的质量控制、新药研究、药物代谢、手性药物分析等方面均有广泛应用。

[1]进入21世纪以来,随着信息科学、计算机技术的引入, 药物分析学迅猛发展并已经进入分析科学这一崭新的领域, 药物分析也正发挥着越来越重要的作用, 在科研、生产和生活中无处不在, 尤其在新药研发以及药品生产等方面扮演着重要的角色。

如今的信息技术对药品分析的奉献主要集中在:药品的药性分析、药品的成品分析、药品和化验分析等。

首先对于体内的药物分析,是通过分析的手段了解药物在体内数量与质量的变化,获得各种药物代谢动力学的各种参数和转变代谢的方式、途径等信息,有助于药物生产、实践、研究、临床等各个方面对所研究的药物做出估计评价,以及对药物的改进和发展做出贡献。它的研究对象有如下特点:

1. 浓度或活性极低

2. 样品复杂,多需分离和净化

3. 仅有少量样品可供分析

4. 工作量大

5. 徐快速提供结果

6. 数据处理和结果阐述困难

介于以上特点,常采用CG、HPLC、UV以及荧光浓度法,仪器分析占了很大比重。现代科学技术的发展使仪器分析和计算机紧密结合,自动化控制程度大幅度提高,计算机深入到整个方法中,从条件选择到最优化处理曲线拟合等等。[2]

1990年,董而博、王顺福建立了“求算片剂体外释放参数的微机程序”,使用Baste语言设计了加权最小二乘法求算Weibull分布参数的程序,适用于比较普及的PC—1500等袖珍微机,实践证明该程序操作简便,运算迅速,结果准确可靠,易于普及。[3]

此外,在质量标准的制定过程中,数据分析工作量大,同时在药物含量测定以及检查项目中均存在大量的计算机工作,比如朱国军建立的“多因素水平析因分析的dBASE—3处理系统“具有很高的应用价值,它应用对数据进行排序、删改、数据统计等功能,值得我们借鉴和使用;王云华使用dBASE—3编制而成的“医院药品制剂质量检验数据出力自动化微机管理系统“解决了药片剂外的各种药品质量检验和数据处理问题,自动化程序更高,操作简单、易学。

2.2 信息技术在医学统计中的应用:

如今信息技术已经是医学统计中必不可少的一部分,所谓医学统计,就是将概率论、数理统计的原理和方法运用于易学科研中的一门应用科学。而由于信息技术的广泛应用,极大的改善了医学统计中数据的收集、数据整理和数据分析手工操作的不足,节省了人力物力和时间,提高了准确性,为科研、临床以及预防工作提供了方便,促进了研究工作的发展。

如今全世界无论是医学研究机构、医院包括许多大高校都着力研究开发自己的医学统计软件,一定程度上,医学统计软件的水平高低决定了医学水平的高低。

1. 计算机技术应用于医学统计,主要表现在其对于传统医学统计方法在广度和深度上有了突破性的发展。首先是表现在空间(因素或变量空间)广度的横向发展上。由于计算机运算速度快、处理数据量大,可同时研究几个甚至几十个因素,极大地促进了多因素分析方法的发展,其中一些方法如Cox回归分析、多元统计分析等在医学研究中得到了用途是使统计中的t检验、一单因素方差分析等,现在也离不开计算机。这不仅大大减轻了统计人员的劳动强度,提高了工作效率,而且同级精度高,差错少。

2. 其次是时间深度上的发展,传统的卫生统计学一般只研究一个固定时刻或时期的随机现象,其分布参数是固定不变的,即精致的。现在用计算机可以研究一个事件过程的随机现象,成“随机过程”,其分布参数随时间变化而变化,即动态的。一些随机过程模式如疾病的预后、流行病的预测、寿命的预期等,通过计算机处理而获得很有价值的甚至是准确的预测,社会意义很大。

2.3 信息技术在临床医学中的应用:

1. 随着信息技术的发展,医学图形信息在临床诊断中发挥着越来越重要。目前,工艺学研究和临床诊断所需要的医学图像多种多样,如:B超图像,近红外成像,MRI图像、CT图像、X-ray图像以及各种电子内窥镜图像、显微镜下病例切片和显微镜下细胞图像等。计算机图像技术在临床医学当中的应用不仅提高了医学临床诊断的水平,也为医学研究与教学,计算机辅助临床外科手术等提供了必要的支持。

2. 计算机辅助诊断:CAD在医学影像诊断中的应用流程为:临床及影像学资料——电脑逻辑思维——做出诊断[4],过去采用概率统计的方法。随着

人工智能技术的发展图像挖掘、决策树、人工神经元网络、支持向量机引入到专家系统的设计中,成为目前主要的辅助诊断方法。CAD作为医学影像诊断学发展的方向之一,具有精确定量计算、可重复性越好、不会疲劳等优点、在肺结节性病变,乳腺癌等疾病的早期诊断方面都有成功的应用,这不仅有利于病灶的早期发现,也大大提高了诊断的准确率,减少误诊漏诊,使以医疗诊断变得更为精确,科学。

3. 计算机辅助外科手术:这种技术是利用现代数字影像技术如CT、MRI、PET等,获得病原体的一组二维短程图像,通过计算机软件的分析处理,进行书签设计、诊断以及手术治疗的过程。图像技术对原始图像进行滤波、对比度调整噪声消除、边缘加强等处理,可以提高图像的质量;三维重建技术进一步提供了病原体的空间位置、大小、几何形状,以及病灶及周围组织的三维空间关系,是医师的诊断和操作更加准确,增强了手术的精确度、准确度和安全性。

4. 数字人研究:数字人研究是基于人体的真实切片图像数据,通过计算机技术,建立人体组成和功能的数学模型,将人体结构数字化,可视化。数字化虚拟人体模型的建立,不仅有助于提高医疗的诊断水平,在手术规划与模拟,揭破学研究、医学教育等方面也有广泛的应用前景。

2.4 发展过程中的挑战:

1. 信息技术主导的医疗仪器,如在计算机医学图像处理与图像识别方面、疾病预测预报系统等等的一个精确度问题。测量出的一个结果并不是难题,然而当想要使测量结果到一个相应的精确度,这边是一个难题。我们国家在这些高新技术的源头特别是在信息技术方面,竞争力是明显处于世界其他发达国家的下风的。

2. 如何使得信息技术更加广泛的应用到医学当中,如何将计算机技术完美的同医学融合到一起,利用计算机技术引导医学的革命。生物系统是由复杂的、非线性的生命活动组成,而生命科学则是研究非线性动力学现象的学科。预测生物系统的功能,尤其预测从健康到突发疾病过程中的功能改变,是生命科学中一个巨大的挑战。利用计算机技术来的研究生物系统动力学特性(即系统生物学),来预测生物系统的功能,正事当今解决医学问题的一个关键当然也是一个挑战。

3. 信息安全问题:对于信息技术是一把双刃剑的说法相比无人否定,一旦一个数据库被建立,他就随时都有被攻击的危险,同时对于信息安全的保护这也是当今一个难题。如:建立一个病人管理信息的数据库,便于对病人的相关情况做统计和记录,可是一旦这个数据库遭到攻击,病人的隐私便很有可能被公诸于众,给病人造成伤害同时医院也可能因此收到信任危机。

三. 小结:

随着当今信息技术的迅猛发展,以及计算机功能的日益强大,我们有理由相信信息技术可能会引导当今社会的医学革命,同时医学的进步也将引领社会进步。我们有理由相信,信息技术与医学的结合注定是利远大于弊,同时医学的工作范围也将逐步扩大,将从现在的从出生到死亡扩展到从省钱到死后,为人服务的范围大大扩大。我们作为当代的大学生,虽然不是医学专业的学生,但是我们专业涉

及信息领域,因此我们有理由相信,对于信息技术的探索远不是信息本身,关系到各个方面的发展。同时,当今社会更是需要复合型的人才,我们更需要学习出了本专业之外的知识来使得自己更有竞争力。相信信息技术引导的医学革命远远没有结束,这就如同雨后萌发种子,必将成长为参天大树。

【参考文献】

[1]《医学信息技术应用》复旦大学出版社2003

[2]《数字化用户》(刊国内刊号 CN51-1567/TN)王瑞

[3]Antommaria A H M, Fallat M E, Katz A L, et al. Ethical Controversies in Organ Donation After Circulatory Death[J]. Pediatrics, 2013, 131(5): 1021-1026.

[4]《SCI》(刊)Institute for Scientific Information Inc.

范文七:医学信息检索综述---陈杰昌 投稿:袁犙犚

医学信息检索综述

150611035620993390335342479126

150612031709815492859238795109

陈杰昌 2012111393 临床医学(肿瘤)

摘要:大量研究表明,在结肠癌较早阶段,临床影像学未发现转移证据之前,就开始发生细胞水平的微转移,即使病人行手术和化疗后,仍会发生肿瘤复发,甚至远处转移。一个重要的原因是结肠癌细胞对化疗药物产生了多药耐药(Multi-drug Resistance,MDR)。MDR是肿瘤细胞对化疗耐药的主要形式,它是指一种药物作用于肿瘤细胞使之产生耐药性后,该肿瘤细胞逐渐对未接触过的、结构无关、作用靶点和机制不同的多种抗肿瘤药物也具有交叉耐药性,这是长期以来结肠癌治疗效果不佳的重要原因之一。有关资料统计,肿瘤年死亡率中,与原发性多药耐药(intrinsic MDR)有关的肿瘤约占肿瘤年死亡率的61%,与获得性多药耐药(acquired MDR)有关的肿瘤约占33%,由此可见肿瘤的MDR现象广泛存在,是导致化疗失败、影响患者生存率的主要因素。因而从该意义上讲,MDR几乎是所有恶性肿瘤所面临的共同问题。

关键词:结肠癌、热疗、MDR

Abstract:A large number of studies show that in colon cancer at an early stage, clinical imaging did not find evidence of metastases before, began to horizontal cells micrometastasis, even in patients after surgery and chemotherapy, tumor recurrence or distant metastasis. One important reason is that colon cancer cells have a multidrug resistance (Resistance Multi-drug, MDR) to chemotherapy drugs.. MDR is the main forms of tumor cell resistance to chemotherapy, it is refers to a kind of drug in tumor cells of resistance, the tumor cells gradually to did not come into contact with the structure, independent, target and mechanism of different kinds of anti tumor drugs also has cross resistance, it is long-term since the node the most important cause of cancer therapy is ineffective one. Relevant statistics, in tumor mortality, and primary multidrug resistance (intrinsic MDR) of cancer accounts for about mortality rate of 61% in tumor, and obtained multi drug resistance (acquired MDR) of cancer accounts for about 33%, thus tumor MDR phenomenon widely exists is lead to the failure of chemotherapy, the main factors

affecting the survival rate of the patients. Thus, in this sense, MDR is almost the common problem for all cancers..

Key words:Colon cancer,hyperthermia,MDR

大量研究表明,在结肠癌较早阶段,临床影像学未发现转移证据之前,就开始发生细胞水平的微转移,即使病人行手术和化疗后,仍会发生肿瘤复发,甚至远处转移。一个重要的原因是结肠癌细胞对化疗药物产生了多药耐药(Multi-drug Resistance,MDR)。MDR是肿瘤细胞对化疗耐药的主要形式,它是指一种药物作用于肿瘤细胞使之产生耐药性后,该肿瘤细胞逐渐对未接触过的、结构无关、作用靶点和机制不同的多种抗肿瘤药物也具有交叉耐药性,这是长期以来结肠癌治疗效果不佳的重要原因之一。有关资料统计,肿瘤年死亡率中,与原发性多药耐药(intrinsic MDR)有关的肿瘤约占肿瘤年死亡率的61%,与获得性多药耐药(acquired MDR)有关的肿瘤约占33%,由此可见肿瘤的MDR现象广泛存在,是导致化疗失败、影响患者生存率的主要因素。因而从该意义上讲,MDR几乎是所有恶性肿瘤所面临的共同问题。

因此,研究MDR发生的起因,阐明调节MDR事件的分子机制,探索切实有效的能够逆转或者消除肿瘤MDR的方法,无论是对结肠癌的防治,还是对我国MDR研究先进性的提升,均具有重要而现实的意义。

本次研究主要内容:

(1)自噬在热疗介导的结肠癌细胞Lovo/L-OHP逆转MDR中的作用:分别通过使用自噬抑制剂3-MA或应用Beclin-1siRNA表达阻断自噬形成,使用Beclin-1PCDNA3.1激活自噬,观察自噬对热疗逆转结肠癌细胞Lovo/L-OHP MDR的影响。

(2)自噬在热疗抑制Lovo/L-OHP裸鼠移植瘤生长和逆转MDR中的作用:将稳定表达的耐药株Lovo/L-OHP和敏感株Lovo的结肠癌细胞分别于裸鼠皮下注射,成瘤后按研究方案的方法进行热疗,通过使用Beclin-1SiRNA阻断自噬形成或使用Beclin-1PCDNA3.1激活自噬,观察自噬对结肠癌裸鼠皮下移植瘤MDR生物学特性的影响。

(3)热疗对结肠癌Lovo/L-OHP细胞自噬启动和逆转MDR的作用:观察热疗作用于体外培养的人结肠癌Lovo/L-OHP细胞株后自噬相关蛋白的表达、自噬体及自噬溶酶体的形成,探讨热疗与自噬启动的关系。观察热疗作用下耐药株耐药指数的变化、MDR相关基因和蛋白的变化(MDR1/p-gp),探讨热疗逆转MDR的机制。

(4)热疗抑制结肠癌Lovo/L-OHP细胞自噬启动的信号通路:分别使用信号通路抑制剂LY294002或通路激活剂IGF-1作用于PI3K/Akt/mTOR后,检测热疗调控自噬的关键信号传导通路分子Akt及mTOR的改变,探讨PI3K/Akt/mTOR通路在热疗抑制Lovo/L-OHP细胞自噬启动中的作用。

(5)临床实验部分:在体外和动物模型实验有效性的基础上,进一步进行临床实验。收集高精度热疗前后临床病理资料和血清标本并检测PI3K/Akt/mTOR通路、自噬、MDR关键分子的表达,分析比较动物实验及人体标本中的表达差异。

思路和方法:

1)建立稳定的耐药细胞株:采用逐步增加奥沙利铂药物浓度的方法,产生结肠癌奥沙利铂耐药细胞株。利用MTT法先后测定敏感细胞株和耐药细胞株的IC50,待耐药细胞株的IC50为敏感细胞株的10倍以上时,命名为Lovo/L-OHP。

2)自噬抑制剂3-MA或siRNA-Beclin-1阻断自噬和使用PCDNA3.1-Beclin-1激活自噬对热疗抑制结肠癌耐药株Lovo/L-OHP侵袭力和MDR的影响:不同温度热疗 (37、39、41、43、45℃)分别作用于结肠癌耐药株Lovo/L-OHP,以敏感株Lovo为对照,每一热疗温度于3个时间点(0.5h、1h、2h)收集细胞,双向调节自噬,观察结肠癌耐药株Lovo/L-OHP自噬水平的变化以及对细胞活力、细胞凋亡、侵袭和MDR的影响,并进行统计学分析。具体指标和检测方法如下:

①细胞活力:MTT法、克隆形成实验。

② 细胞凋亡:a). 凋亡细胞计数:AnnexinⅤ+PI双染,流式细胞仪检测细胞凋亡;b). caspase3 活性检测:荧光酶联免疫吸附法(FINEA法);c). 凋亡小体形成:原位缺口末端标记法(TUNEL)检测。

③侵袭力:细胞划痕实验、Transwell小室侵袭实验。

④自噬:a). Western-blot检测自噬相关蛋白(beclin-1)、自噬体蛋白(LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ)表达变化;b). 流式细胞仪检测MDC染色荧光强度;c). 电镜观察自噬体、自噬溶酶体的形成及数量。

⑤MDR的检测:a).MTT法检测IC50值和奥沙利铂的耐药指数;b).Rhol23 外排试验检测对p-gp外排的影响;c).RT-PCR检测MDR1的变化;d). Western-Blot检测MDR相关蛋白p-gp。

2)体内实验:将培养的人结肠癌Lovo/L-OHP多药耐药细胞株以0.5%胰蛋白酶溶液消化,收获贴壁生长的癌细胞,制备成癌细胞悬液备用。

1)人结肠癌SD大鼠动物模型的制备

实验动物的选择:SD大鼠160只,雌雄不限,体重230g~250g,实验动物单独饲养,自由进食与饮水,实验操作注意无菌观念。人结肠癌Lovo/L-OHP多药耐药SD大鼠动物模型制作:人结肠癌Lovo/L-OHP多药耐药细胞株储存于-273℃液氮中,应用时快速冻融,迅速移至37℃的温水中快速融解,转移至含10%胎牛血清及青、链霉素的DMEM培养基中,在37℃、5%CO2的恒温箱中进行培养。每2d换液,4d传一代,实验所使用的细胞传代次数在10代以内。免疫抑制处理:按200mg/kg体重于动物腹部皮下注射阿糖胞苷,48h后,将实验动物按10Gy的吸收剂量进行60Co全身照射,照射后的大鼠饲养于洁净的动物房,保持室温在20℃左右。结肠癌耐药株Lovo/L-OHP于SD大鼠腹股沟处皮下注射,注射的细胞数均为1×106个;接种后,隔日观察肿瘤的生长情况,并记录平均直径。主要实验仪器:恒温水浴箱、热敷袋等。

2)动物分组及干预:

制备完好的人结肠癌SD大鼠动物模型160只,随机分为8组,每组20只。将稳定表达的耐药株Lovo/L-OHP和敏感株Lovo的结肠癌细胞分别于裸鼠皮下注射,SD大鼠荷瘤14天,肿瘤体积长至7 mm×7 mm左右大小后开始进行热疗1h,通过使用3-MA或siRNA-Beclin-1瘤内注射阻断自噬形成或PCDNA3.1-Beclin-1激活自噬。3周后处死各组大

鼠,处死前测体重,摘取大鼠肺组织及皮下移植瘤,部分组织置液氮保存,用于石蜡和冰冻切片以及电镜观测。

本次研究结果展示:

结果分析:

本实验取得了准确且具有临床意义的实验数据,该数据能为第三部分的临床实验提供依据。建立稳定的耐药细胞株:采用逐步增加奥沙利铂药物浓度的方法,产生结肠癌奥沙利铂耐药细胞株。利用MTT法先后测定敏感细胞株和耐药细胞株的IC50,待耐药细胞株的IC50为敏感细胞株的10倍以上时,命名为Lovo/L-OHP。

本实验需要大量的Lovo细胞和Lovo/L-OHP细胞,做加热或加药处理后,细胞生长的很慢,需要很长时间才能达到实验所需。解决办法为继续大量培养细胞。

对研究工作的进一步设想:进行第二部分实验研究,明确热疗对结肠癌细胞自噬启动和逆转MDR的影响及其关键信号通路的变化;在前两部分的实验基础上,进行第三部分临床实验研究,探讨热疗、自噬、MDR的关系,从临床角度印证前两部分实验结果,分析差异。

参考文献:

1、Liang H,Li JW,Shi YR,et al.Change in E.cadherin,al.pha.beta.and gamma.catenin expression after hyper.thermia of a human colon carcinoma cell line in vitro. Chinese Medical Journal . 2004

2、De Haas-Kock DF,Buijsen J,Pijls-Johannesma M,et al.Concomitant hyperthermia and radiation therapy for treating locally advanced rectal cancer. Cochrane Database of Systematic Reviews . 2009

3、刘文超. 开展热疗,推动肿瘤治疗的进步[J]. 临床肿瘤学杂志. 2011(06)

4.、杨农, et al. , XRCC1基因多态性与结肠癌术后FOLFOX4化疗疗效相关性分析. 中华肿瘤防治杂志, 2013(22): p. 1736-1739.

5、王生, et al. , 肠道菌群失调与结肠癌发生发展之间关系的研究进展. 中国药理学通报, 2014(08): p. 1045-1049.

范文八:我国医学图书馆信息导航研究综述 投稿:陶乴乵

维普资讯 http://www.cqvip.com

第1 8卷 第 O 期  7 20 0 6年 7月  

农 业 图 书 情 报 学 刊  Ju lo  ir y ad Ifr t n S i c  n A r utr  o ma fLba  n  nomao  ce m i  gi l e   r i n c u

V0 . 8 11 .No 0   .7

I1 0 6 u.2 0  

我国 医学 图书馆信 息导航研 究综述 
冯佳 洁 ,林超 英 ,王 景 文 ,安 秀芬 
( 北 煤 炭 医学 院 图书 馆 ,河 北 唐 山 0 3 0 ) 华 6 0 0 
摘 要 :分 析 了 医 学 网络 信 息 导航 的特 征 和 我 国 医学 图书 馆 网络 信 息 导航 的 发 展 现 状 ,并 针 对 发 展 现 状 提 出 了几 点 

建议。   关 键 词 :医 学 图 书馆 ;网络 信 息 导 航  中 图 分 类号 :G 5 .4 2 07   文献 标 识 码 :B   文 章 编 号 :1 0 .2 8 (0 6 70 7 -2 0 214 2 0 )0 - 100  

Re iw  f h   t d   n M e i a  i r r   t r   f r ai n Na i a in i  i a v e o   eS u y o   d c l b ay Newo k I o m t   v g t   Ch n   t L n o o n

F NGJ -eLN C a-igWA E  a i, I hoyn, NG n — n A X fn ij J gwe, N  -   i e
( i ayNot C iaC aMe i l ol eT n sa  6 0 0 C ia Lb r, r   h  o l dc   l g , aghn0 3 0 , hn ) r h n   aC e  
Ab ta t Th   a e   a   n lz d t eme ia  ewo k i f r t n n v g t n f au e   n   e e o m e t t t so   dc ll   sr c : ep p rh sa ay e  h   d c l t r   o mai   a i a i  e t r sa d d v lp n   au   f n n o o s me ia i — b a i s e o k i f r t n n vg t n i   i a a d p t o wa d s g e t n   r h   e e o me t f ec r e t i ai n  r r   t r   o ma i   a i ai   Ch , n  u   r r  u g si sf   ed v l p n   t  u r n   t t . e nw n o o n n f o o t o h su o Ke   r s m e ia ir re ; e o k i f r ai n n v g t n ywo d : d c l b a i s n t r   o l w n m t   a i ai   o o

互联 网技术 的飞速 发展 ,使得 医
学 信息 资 源不 断  特点 。从 信息 服 务角 度应 体现 信息 资源 开 发利 用 的针  丰富 。互 联 网转 变 了医学 专业 人员 获取 信息 的方式 和  对性 、集 中性 、优选 性 、层次 性和 方便 性 等特征 :  
. 途径 ,加 速 了信 息 传播 和信 息交换 的变 革 。在 尽情 享  11 针 对 性 

受互联 网带来方 便 的 同时 ,医学科 研 工作者 也 不可 避 

网上信息 资 源包 罗万 象 、 良莠 不 齐 ,而且 始终 处 

免地面临着信息数量激增 、信息质量 良 莠不齐的世界  于 动 态 的 变 化 之 中 。要 把 整 个 网上 信 息 资 源组 织 有  性难 题 。怎样筛 选 与重组 信 息 ,提 炼有 价值 的派生 信  序 ,对 于学科 建 设来 说 ,既不 现实 ,也 不必 要 。所 以 
息或 隐含 信 息 ,为 医学科 研 和教学 服务 , 目前 ,进 行  医学 图 书馆搜 集 资源 要有 针对 性 。按其 所需 ,有 针 对  医学 信 息导航是 医学 图书馆 今后在 竞争 激烈 的信息 产  性地 搜 集和整 理 网站 和资 源 ,形成 一个 资源 体 系 ,以  业 中求 得生存 与发 展 的重要举 措之 一 。  
1 医学图 书馆信 息导航 系统 的特 征 [1 1  , 3

满 足各 医 院、医 学 院校和 科研 单位 的需 要 。同时要 特  别 注意 深人 了解 不 同用户 对信 息 的具 体要 求 ,有 针对 
性地 满 足他们 的个性 化要 求 。   将 医学 信 息 资 源 按 医学 专 业 内容划 分 成 若 干块 ,  

医 学 图书馆 的信息导 航 系统 ,是将 医学 图书馆 和  1 集 中性  . 2 因特 网上 的医学 信息资 源进 行收集 、整理 、甄 别 、评  价 ,利 用 专 业 搜 索 技 术 和 人 工 干预 技 术进 行 数 据 处  按条 块来 集 中相 关 网站信 息 资源 。既 有利 于集 中 管理 
理 ,以建立 数据 库 的形 式 ,在本馆 网页上建 立 网上 医  信息资源和帮助建立查询系统 ,又有利于用户使用。  

学 信息 指 引库 。该指 引库 既可指 引读 者到本 馆 局域 网  13 优 选 性  . 上 的馆 藏导 航 目录 ,也 可 到 因特网上 特定 的 医学信 息  采 用学科 、专业 关键 词 ( 主题 词 )限定 法 ,符  或 网站获取 所需 要 的信息 。该 导航 系统 具有 高效 管理 和  合搜 索 引擎 以关 键词 搜索 资源 的查 找 方式 。可 以使 所  组 织信息 、减少 信 息检 索 盲 目性 、节 省上 网 时间和 完  搜集 的 网站 和资 源 在 筛 选后 满 足 医 学 专业 人 员 需 求 。   善 自我服 务 以及 长 期及 时 提供 和跟踪 学科 发展 动态 等  通过 专 家意见 或 问卷 调查 等 多种形 式 。重 点 发展 那些 

收 稿 日期 :2 0 .
30   060 .8

基金项 目:华北煤炭医学院科研课题 “ 河北省高校图书馆网上特色服务 内容 调查分 析”( K0 0 0) Q 53   作者简介 :冯佳洁 (9 6 ) 1 7. ,女 ,馆员 ,已发表论文 1 O余篇 。  

维普资讯 http://www.cqvip.com

第7 期 

冯佳洁等: 我国医学图书馆信息导航研究综述 

11 7 

收录 医学 资 源范 围广 、质量 高 、使 用频 率高 、有 学术 
价值 的热 门站 点导 航 。  
14 层 次 性   .

医学 图书馆普遍 经 费不 足 ,大 都将其 经 费投入 到 
书刊 的购 置 和维持其 基 本工作 的运 转 ,很难 再拿 出更 

多的资 金用 于建立 信息 导航 系统 。网络 信息 导航 硬件 

按基础性、提高性 、先进性和前沿性区分医学信  设 备跟 不上 网络 时代 的步伐 ,网络 安全 性差 ,计 算机  息资 源 ,可 满足 不 同层 次 医学 专 业 人 员 的信 息需 求 , 病 毒频 繁 。系统受 到严 重威胁 。    
提高检 索 的效率 。对具 有学 术研 究价 值 的网站 ,进 行 
深 入介 绍 ,包 括 内容 和 获 取 方 法 的 介绍 。 按 层 次 划  3 对 我国 医学 图书馆 网络 信息导 航发 展的几 点建 议 
. 2 1   分 .有 利 于对 网络 医学 资 源进行 深入 的介 绍 ,发挥 导  31 突 出专业特 色 [

航 的最大功效 。  
15 方 便 性   .

同其 它搜索 引擎或 网络导航 系统 相 比 ,医学 专业 

网络导 航 系统应 突 出其 专业 特色 ,对各 种信 息 的收集 

医学 导航应 该 以医学 信息 需求者 的意愿来 设计 导  要达 到专 业级水 平 ,形 成 系统 的特 色 信息 ,为用 户提 
航体 系结 构 。而不是 以导航 设 计者 的意 向来设 计 。使  供特 色化 信息服 务 。医学 图书馆 在建 立专业 网络 导航  用 医学专 业人 员熟悉 的语 言 。有机 的组 织 网络 医学 信  系统 时 ,既要全 面考 虑 医学领域 的各 个学科 ,又 要针  息 资源 ,详 细的介绍 各类 目和具体 内容 ,引导 医学 专  对用 户 的不 同需 求有 所侧 重 。体 现在 服务上 就是 用户  业 人 员迅 速 查 找所 需 信 息 ,开 展 指 导 性 和 帮 助 性 服  检索 速度 快 ,检 索结果 专 而精 ,达 到查全率 和查 准率  务 。在设 计 和建 立 导航 系统 时要充分 考 虑方便 用 户检  的和谐 统 一 :建 设 自己 的特色 医学 资源数据 库 。做 到 

索 查询 、咨询 、下 载 、复制 和存储 信息 等 。  
2 我 国医学 图书馆 信息 导航 系统 建设 的现 状 [ 4 1  
21 发 展 不 平 衡   .

不仅 是 网络上 信息 资源 的使用 者 ,而且还 是 网络资 源 

的供 给者
。这样 ,医学 图书馆 才能处 于 主动 的地 位 。  
3 搞 好 创新服 务  . 2

创新 是 医学 图 书馆持 续发 展的 内在动力 。要 积极 

我 国医学 图书 馆在 信息 导航 系统建 设方 面 , 由于  鼓励 网络 信息 导航人 员进 行创新 研究 。图书馆 应根据 
受 条件 的限 制 ,种 类偏少 ,质量参 差 不齐 ,发展 不平  用 户的需 求提 供深层 次 、全方 位 的创新信 息服 务 ,向  衡 。表现 在 医科大学 图书馆 发展较快 ,而一般 医院 图  医学 科研 机构 、医 院和 医学 院校及 医学知识 需 求用 户  书馆处在 等 待状态 。在全 国医学 图书 馆 中 ,部分 医科  提供 的信 息产 品 ,应 使信 息需 求用 户能更 好地 把握 发  大学 图书馆建 有 “ 重点学 科 ”导航 系统 。但还 不 能完  展 时机 ,保持竞 争优 势 ,同 时加强 图书馆 创新 服务体  全 共享 。据 有 关 资料 统 计 , 目前 建 成 的 1 医学 重  系 的建设 。 5个   点 学科 导航 库 的学科 分 布 为基 础 医学 2个 、外科 学 2 33 实现 共 建共 享 [   . 5 1  

个 、 口腔 医学 2个 、神 经 病 学 1个 、解 剖 与胚 胎 1  

在 网络 资 源建 设 中 ,各 医 学 图 书馆应 相 互合 作 。  

个 、毒 理学 1 、其他 学科 6个 。与 众多 的医学 分 支  进 行分工 协作 ,避 免低水 平 的重复 建设 和不必 要 的人  个 学 科相 比,这些数 据库 不但 数量少 ,而且远 不 能满 足  力 、物 力 浪 费 ,实现 工 作 效 率 和 社 会 效 益 的 自然 提  读 者 的需 要 。   22 图书馆 员的综 合 素质有 待提 高  . 既有 图书 情 报 知 识 ,又 有 医 学 、外 语 等 其 他 专业 知 

升 。共建 是共 享 的前 提 ,只有 搞好 联合 共建 。才 能实 
现 资源 的有效 共享 。  

医学 信 息导航 系统 的建 设及 其长期 维护 需要 一批  34 强化 系统管理 闭 .  

医学 专业 网络 导航 系统 的科学 、有 效与 其 系统 的 

识 ,且 能熟 练使用 现代 信息 技术 的复 合型人 才 。而 在  管 理和维 护 密切相关 。系统 的管理 与 维护 主要包 括 两 
我 国大 部分 医学 图书馆 中这类人 才匮 乏 。由于现 代 信  部 分 内容 :一是 系统 结 构 的优 化 、系统 界 面 的美 化 、  

息技术 在 医学 图书馆 尚未 完全 普及 ,一些馆 员 的信 息  统 一各层 网页 的风格 等 ,使 整个 系统 美观 、易 用 ;二  技术应用 能 力 、外 语能 力 和 中文 表达 能力都 还有 待 提  是 补 充 、更 新 系统 所 提供 的信 息 ,维 持 信 息 的 新颖  高 。据 有关 资料统 计 ,因特 网上 医学 资料 中 ,英文
占  性 。这 也是 完善 网络 导航 系统 、吸引 用户群 的 最主要 
  9%左 右 。医学 图 书馆员 要做 到及 时 跟踪 和获取 先 进  的途径 。 0 . 6 1   国家的最新信息资料 ,除了熟练掌握英语外 ,还必须  35 培 养 复合型人 才 [

掌 握一定 的医学专业 知识 和现 代信息 技术 。  
23 经 费投入 不足  .

医学 网络信 息导 航作 为一 种实践 性 、应用 性很强 
( 转封 三 ) 下  

维普资讯 http://www.cqvip.com

第 7期 

杨 杞 : 际跨 国 公 司情 报 活 动 动 向 国  

封3  

些大公 司都 是其 客户 。阿 莱克斯 安 全服 务公 司仅 在莫  助 另一方 ,使 不识 抬举 的一 方损失 痛 心”  。 斯科就 有约 7 0名 工作人 员 ,还在 美 国开设 了侦探 代  0
面对 情报 战 的方 兴 未艾 .不少 跨 国公 司也 在积 极  理所 。这 些情 报公 司不 仅 向西 方公 司提供 经济( 业 、 加 强 自身 情报 保密措 施 ,如 对 自己 的新 技术 、新 产 品  工   商业 、市场 等) 、政 治 等 方 面 的情 报 信 息 ,还 为它 们  及时申请专利 ,以得到法律保护 ;与高级管理与技术  调查俄 罗斯 合伙 者 的财力 、债 务 、个 人 爱好 乃至 私生  人 员 签订 保 密 协议 、任 职合 同 ,防 止 跳槽 泄 密 ( 美  如 活等情 况 。有 的前苏 联克 格勃 情报 人员 还和 曾长 期作  国通 用汽 车公 司所 作) ;要 求 主管 人 员 不 使用 传 真 通 

为对手 的美 国中央情报 局 、美 国联 邦调 查局 前情 报人  讯 和公 司 电话 ;在 通信设 备 上安装 保 密装 置 ;加 强对 
员合作 开设 了情 报公 司 。近年 来 ,许 多跨 国公 司还把  文件 的保 密 管 理 ;严 禁 高 级 管 理 与 技 术 人 员 参 与 赌  目光 描上 了 “ 网络 间谍 ” ,出 大价 钱 与 他们 交 易 。这  博 ;严 格控制 外界 参观 访 问等 。 日本 的大企 业 还 大肆  些 “ 网络 间谍 ”往 往 没 有 特 定 的 民 间组 织 或集 团 背  提 倡 对 企 业 忠 诚 不 二 ,奉 公 无 私 的 “ 共 同体 ” 精  藩

景 ,凭 借个 人或 少数 搭档 超群 的 电脑人 才 ,采取 破解  神 ,对 员工进 行 反情 报 间谍 教育 。美 国、德 国 、俄 罗 
网络安 全 管理 系统 数据保 密 程序 的方 法 ,窃取 大公 司  斯 等 国的跨 国公 司并 大力 对本 国政 府 施压 .促 使 加强 
企业 ,甚 至 国家的机 密情 报 。展示 自己 的实 力 ,待价  本 国的反经 济 间谍 工作 ;以此作 为应 对 。  

而沽 ,兴 风作 浪 。 “   如果 一 方不就 范 ,他们 会 转而 帮 

- + -+ - + - +

- + - +

- + - +

- + -


- + - + ・  

( 上接 第 1 1页 ) 7  

熟 悉数 据库 检索 策略 ,强 化 网络信 息检索 教育 尤 其是 

的工作 ,要 在 知识经 济 网络环 境稳 步 发展 ,很 大程 度  具 有规 律性 的方 法及检 索 的 主要 途 径 。  

上取决 于 医学 图书 馆员 网络信 息导 航 能力 的提 高 ,它 
  直接 关 系到 医学 图书 馆 的 网络 信 息 导航 层 次 和效 益 。 参考 文献 :  

1 余 医学信 息资源的网络导航研究 【 _ 防医学  J预 】 医学 图书 馆开 展 网络信息 导 航 ,需 要 大批 的专 业技 术  【】史小伟, 文丰.

人才 。这就 要 求我 们必须 培 养大批 既 具有 图书情 报 学  能熟 练使用 现代 信 息技 术和 较好 的掌 握英语 的高级 复 
合 型人才 。 ,  
3 . 重视 网络安 全 ,加 强用 户教 育 网 6  

情报杂志, 0 , ) 2 4( . 0 3 

郭 苏 王 医学 专业 知识 、医学 知识 ,又 富有 创 新 精 神 和创 新 能力 、 【】张 克 菊 , 桂 敏 , 桂 贞 , 淑 琴 . 专 业 网 络 导航 系统 的设    2 计与建设【_ 信息, 0,) J 医学 】 2 5 5. 0 (   【】郭 迎 萍 . 津 市 医 学 重 点 学 科 信 息 导 航 系 统 【】 图学 刊 , 3 天 J. 津  
20,) 0 4( . 5 

4 杜 杨 充分 开发 利用 现有 微机 资源 ,对 目前 制约 和影 响  【] 王桂 枝 , 云祥 , 春华 . 建 立 我 国 医 学 图 书 馆 信 息 导 航 系 

正常开展 网络知识 导航 与信 息服 务 的 因素 进行 具体 分  时升级 杀毒 程序 ,安装 防火 墙 ,并对 所有 机器 操作 系  意破 坏者 给 予批 评 和教 育 。加强 医学 文 检课 的教 育 ,  

统 的设 想 【 _ 医 学 图书 情 报 杂 志,0 4() J 中华 】 2 0, . 3 

5 析,并提出相应的解决对策 。高度重视网络安全 ,及  【】卞 丽 . 网 络学 术 资源 组 织 研究 — — 完 善 我 国 图 书 馆 网 络 导  航 系统 的建 议 【 . 书馆 理 论 与 实 践,0 4() J图 】 2 0,   1

6 高校 J 现代情 报,0 4 ] 20,   统 实行安 全 保护措 施 ,经 常加 强用户 安全 教育 ,对 蓄  【】尤 如 春. 图书馆 网络信息 导航 策略 [ .
(2 . 1)  


范文九:生物信息学数据库综述 投稿:丁栗栘

生物信息学数据库综述

摘 要 本文对生物信息学常见的数据库进行了汇总。常见数据库分为三类:核酸序列数据库、蛋白质序列数据库、三维分子结构数据库。并分别对其中常见数据库进行了介绍。对于生物信息学数据库的现存问题也进行了论述。

关键词 数据库;核酸序列数据库;蛋白质序列数据库;三维分子结构数据库;

随着生物信息的发展,生物信息学数据库的数量在不断的递增,内部结构也不断的复杂化,功能也越来越细化。根据数据的类型可以将数据库分为核酸序列数据库、蛋白质序列数据库三维分子结构数据库。本文将比较常见的数据进行了汇总。

1 核酸序列数据库

常用的核酸序列数据库有GenBank核酸序列数据库、EMBL核酸数据库、DDBJ数据库、GDBD等。

1.1GenBank

Genbank库包含了所有已知的核酸序列和蛋白质序列,以及与它们相关的文献著作和生物学注释。它是由美国国立生物技术信息中心(N CBI)建立和维护的。Genbank每天都会与欧洲分子生物学实验室(EM BL)的数据库,和日本的DNA数据库(DDBJ)交换数据,使这三个数据库的数据同步。Genbank的数据可以从N CBI的FrP服务器上免费下载完整的库,或下载积累的新数据。N CBI还提供广泛的数据查询、序列相似性搜索以及其它分析服务,用户可以从N CBI的主页上找到这些服务。Gel~ bank 库里的所有数据记录被划分在若干个文件里 ,如细菌类、病毒类、灵长类、啮齿类,以及EST数据、基因组测序数据、大规模基因组序列数据等16类,其中EST数据等又被各自分成若干个文件

1.2 EM BL核酸序列数据库

EM BL 核酸序列数据库由欧洲生物信息学研究 所(EBI)维护的核酸序列数据构成,由于与Genbank和DDBJ的数据合作交换,它也是一个全面的核酸序列数据库。该数据库由Oracal数据库系统管理维护,查询检索可以通过因特网上的序列提取系统(SRS)N务完成l 6J。向E M BL核酸序列数据库提交序列可以通过基于W eb的WEBI N工具,也可以用Sequi n 软件来完成。

1.3 DD BJ 数据库

D D BJ数据库创建于1984 年,由日本国立遗传学研究所遗传信息中心维护。它首先反映日本所产生的DNA数据,同时与Genbank、EMBL合作互通有无,同步更新,每年四版。日本DNA数据仓库(DDBJ)也是一个全面的核酸序列数据库。可以使用其主页上提供的SAS工具进行数据检索和分析。可以用Sequin软件向该数据库提交序列。

1 .4 G D B

人类基因组数据库(GD B)是人类基因图谱和疾病的数据库。GDB的目标是构建关于人类基因组图谱和测序。目前GDB中有:人类基因组区域(包括基因、克隆、amplimersPCR标记、断点breakpoint细胞遗传标记cytogenetic markers、

易碎位点f r agile、 EST序列、综合区域syndromic regions、contigs和重复序列);人类基因组图谱(包括细胞遗传图谱、连接图谱、放射性杂交图谱、content conting图谱和综合图谱等);人类基因组内的变异(包括突变和多态性,加上登位基因频率数据)。GDB数据库以对象模型来保存数据,提供基于Web的数据对象检索服务,用户可以搜索各种类型的对象,并以图形方式看基因组图谱 。 2蛋白质序列数据库

随着 HGP 计划的不断深入以及测序技术的不进步,蛋白质序列信息也成指数级增长,蛋白质序列数据库就是主要以这些序列也就是蛋白质的一级结构作为数据源,并辅以序列来源序列发布时间、序列参考文献、序列特征等内容加以注释,最终形成数据文件,存放于数据库。目前规模较大的综合型蛋白质序列数据库有:PIR 、SW ISS —PR OT/TrEMBL、PROSITE 等。

2 .1 PIR 和 PSD

PI R是蛋白质信息资源(Protein Information Re—source)的缩写。这是一个国际蛋白质序列数据库,它包含所有序列已知的自然界中野生型蛋白质的信息。此库的主要目的是提供按同源性和分类学组织的综合的、非冗余的数据库,其中包括来自几十个完整基因组的蛋白质序列。所有序列数据都经过整理,超过99%的序列以按蛋白质家族分类。PIR国际蛋白质序列数据库(PSD)是由美国华盛顿的全国生物医学研究基金会(NBRF)所支持的PIR、慕尼黑蛋白质序列信息中心(MIPS)和13本国际蛋白质序列数据库(JI PI D )共同维护的国际上最大的公共蛋白质序列数据库。PSD的注释中还包括对许多序列、结构、基因组和文献数据库的交叉索引,以及数据库内部条目之间的索引。每季度都放行一次完整的数据库,每周可以得到更新部分。

2 .2 SWISS—PROT

SW ISS—PROT是对数据人工审读很严格经过注释的蛋白质序列数据库,由欧洲生物信息研究所(EBI)维护。数据库由蛋白质序列条目构成,每个条目包含蛋白质序列、引用文献信息、分类信息、注释等,注释中包括蛋白质的功能、转录后修饰、特殊位点和区域、二级结构、四级结构、与其他序列的相似性、序列残缺与疾病的关系、序列变异体和冲突等信息。SWISS—PROT中尽可能减少了冗余序列,并与其它3O多个数据建立了交叉引用,其中包括核酸序列库、蛋白质序列库和蛋白质结构库等。利用序列提取系统(SRS )可以方便地检索SWISS—PROT和其它EBI的数据.SWISS—PROT只接受直接测序获得的蛋白质序列,序列提交可以在其Web页面上完成。北京大学生物信息中心有SWISS—PROT镜像,可以通过检索工具SRS[R一210]查询。

2 .3 P R O Sn E

PROSI TE 由专家根据生物知识审编SWISS— PROT蛋白质序列中有生物意义的位点、模式和轮廓的数据库。涉及的序列模式包括酶的催化位点、配体结合位点、与金属离子结合的残基、二硫键的半胱氨酸、与小分子或其它蛋白质结合的区域;除了序列模式之外,PROSI TE还包括由多序列比对构建的prof ile,能更敏感的发现序列与profile的相似性。PROSI T E 的主页上提供各种相关检索服务。

3蛋白质结构数据库

将通过实验研究如基于x射线和核磁共振(NMR)分析所获得的关于蛋白质、

酶、病毒、碳水化合物和核酸的晶体结构数据收集起来,就形成了生物大分子的结构数据库.虽然其中序列的数量远比不上蛋白质序列数据库,但其数据量也显然在呈指数增长。

3 .1PDB

蛋白质数据库(PDB)由美国Brook_ haven国家实验室建立。PDB收集的数据来源于x光晶体衍射和核磁共振(NMR)实验测定的生物大分子三维结构数据,经过整理和确认后存档而成,是国际上唯一的生物大分子结构数据档案库。RCSB的主服务器和世界各地的镜像服务器提供数据库的检索和下载服务,以及关于PDB数据文件格式和其它文档的说明。

3 .2 SC O P

蛋白质结构分类(SCOP )数据库详细描述了已知蛋白质结构之间的关系。分类基于若干层次:家族 ,描述相近的进化关系;超家族,描述远源的进化关系;折叠子,描述空间几何结构的关系;折叠类,所有折叠子被归于全a、全p、a/、a + f 3和结构域等几个大类。SCOP还提供了一个非冗余的ASTRA IL序列库,这个库通常被用来评估各种序列的比对算法。此外,SCOP还提供一个PDB—ISL中介序列库,通过与这个库中序列的两两比对,可以找到与未知结构序列远缘的已知结构序列。

3 .3 CA TH

CATH 数据库是一个新的对蛋白质结构域进行等级分类的数据库,它通过半自动的方法对不鲁克海文蛋白质数据库中的单一或者多结构域蛋白质结构进行等级分类,非蛋白质结构、模型以及纯alphac结构都没归在CATH中,而且收集的蛋白质晶体结构或者核磁共振结构的分辨率要求小于0.3mm。分类按照4个水平: 簇 (class(C )),构件(architecture (A )),拓扑结构(topology (T))和同源超家族(homolo—gous supefamily(H ))。

3 .4 FSSP

FSSP基于PDB数据库中现有蛋白质三维结构,用自动结构对比程序Dali逐一比较而形成的折叠单元和家族分类库。它以PDB非冗余数据库作为数据源,进行彻底、全面的三级结构较,而且数据库的升级以及维护都是DALL搜索引擎支持的。此库在PDB 库每次新版后 自动更新。

3 .5 M M D B

蛋白质模型数据库(Molecular Modeling Data.base),由NCBI的MMDB组维护。这是Entrez检索工具所使用的三维结构数据库,它以ASN. 1格式反映PDB库中的结构和序列数据,引文连接到MED.IJN E. MMDB有一个配套的三维结构显示程序Cn3D。

生物信息数据库的发展是十分惊人的,但也存在诸多问题。大多数数据库对于数据的创新、精确性和准确性没有权威评价,数据过多、重复、分类较粗等等。因此需要生物信息学专家们在数据库结构设计、数据处理、数据提取、数据的重新组合、专一性等几方面进行更进一步的完善。我国的生物信息学数据库也蓬勃发展起来。北京大学于1997年3月成立了生物信息学中心,华大基因研究中心是我国目前测序能力最强的单位,广州中山大学生物信息中心与法国巴斯德研究所合作于1999年9月开通了“法国巴斯德亚洲研究网”。中国科学院上海生命科学研究院也于2000年3月成立了生物信息学中心,分别维护着国内两个专业水平较高的生物信息学网站。但是,我国尚未形成比较完整有效地生物信息数据库

系统现有的数据库的质量也有待提高,服务有待改善。

参考文献:

[1] 张阳德.生物信息学[M ].北京:科学出版社,2O04.

[2] 张成岗,贺福初.生物信息学方法与实践[M ].北京:科学出版社,2OO2.

[3] 王哲.生物信息学概论[M ].北京:第四军医大学出版社,2OO2.

[4] 维斯特海德,帕里什,特怀曼.生物信息学(中译本)[M ].北京:科学出版社,2OO4. [ 5] 蒋彦,王小行,等.基础生物信息学及应用[M ].北京:清华大学出版社,2003.

[6] 钟杨,张亮,等.简明生物信息学[M ].北京:高等教育出版社,2o o 1 .

[7] 郝柏林,张淑誉.生物信息学手册[M ].上海:上海科学技术出版社,2002.

范文十:信息技术教学反思综述 投稿:叶斸方

信息技术教学反思综述

二十一世纪的今天,随着社会的发展,信息化程度便愈来愈高,同时,社会对人才自身素质的要求也越来越高,“计算机要从娃娃抓起”就显得尤为重要了,学校开设信息技术课正是为了使学生全面发展,适应社会这一要求而开设的。那么信息技术课的教学应该如何实施呢?我们大多数的信息技术课的任课教师都是依靠经验来教学的,下面我就如何实施谈谈自己的一点浅见。

一 、优化教学方法,激发学生的学习兴趣。

熟话说“兴趣是最好的老师”。学习兴趣是学生基于自己的学习需要而表现出的一种认识倾向,它在学生的学习中具有重要的作用。乌申斯基曾说过这样的一句话:“没有兴趣的强制性学习,将会扼杀学生探求真理的欲望。”尤其是小学生,他们的年龄和心理特征都决定了他们做事情往往从兴趣出发。因此,对于那些单调的、枯燥的练习和难以理解的理论知识,教师应特别注意教学方法的优化,以激发和保持学生的学习兴趣。

1、形象教学法新课程下的教学强调教师要创设有利于学生自主学习的情境,特别是我们面对的是以具体形象思维为主的小学生,更要注意形象教学法教学,使他们在轻松愉快的教学氛围中,主动学习计算机知识。 “儿童学习任何事情的最合适的动机是当他们兴致高,心里想做的时候。”如在教学《认识计算机》一课时,由于小学生初次接触计算机,人人都怀有一种既畏惧又好奇的心理,一走进机房,就跃跃欲试,很想知道计算机的用处,更想切身体会一下操作计算机的乐趣。我抓住这一契机先提出这样一些问题:“你见过计算机吗?”、“计算机有什么作用呢?”学生纷纷举手,各抒己见。接着我再利用教学演示光盘,向学生展示了一个色彩缤纷的电脑世界,通过观看,学生不由自主地产生了“人们可以通过计算机进行画画、制作动画、编辑声音等工作,它的作用真大”的想法。这时学生的学习兴趣倍增,学习气氛活跃,顺利进入了新课的学习。

2、比喻教学法对于小学生来说,计算机教学中的一些概念的名词术语最难被他们接受,适当应用一些形象生动的比喻,既有利于提高他们的听课兴趣,又能帮助他们对知识的理解和记忆。例如:在学习运用WINDOWS98中的“画图”程序绘画时,需要设置前景和背景颜色,这两个词语学生不易听懂,我是这样来打

比方的:“我们画画,需要纸和笔,在电脑画画也一样,要选好笔(前景)和纸(背景)的颜色„„”;又如,在介绍文件名的知识时,学生往往不明白文件名为何要由基本名和扩展名两部分组成,我用了这样一个比喻:“文件的名字就像我们人名,人名由姓氏和名字组成,文件的基本名就像人的名字,扩展名就像文件的姓,用来区分各种类型的文件。”诸如此类的比喻,很好地帮助了学生的理解,达到了比较理想的教学效果。

3、游戏教学法爱玩是孩子的天性,喜爱游戏是孩子的共性。电脑游戏由于具有极强的交互性、趣味性、挑战性,对孩子们来说,更是挡不住的诱惑。我在教学中大胆引入了游戏,却不是仅以玩为目的,而把它作为激发学生兴趣和引导学生学习其它知识、技能的手段。例如,小学生刚开始操作鼠标显得极为笨拙,即使会点击几个,也是“河边湿鞋”,我在讲解鼠标的基本操作(单击、双击、拖动)后,就让学生玩起了“纸牌”游戏,在翻牌的过程中,学生熟练了单击操作,在移动位置时,又巩固了双击和拖动操作。这样一来,学生不仅玩得欢,学得好,而且可以从中培养他们的观察能力,激发他们学习电脑的兴趣。

信息技术教学反思

经过近几年的教学,我认为上好信息技术课,让学生愉快地学习,需要注意以下几点:

一、注重学生的学习心理

学生的学习是以认知为基础的复杂过程,只有了解学生的心理特征,教师的教学活动与学生的心理活动产生和谐的共鸣,才能取得最佳的教学效果。因而教师在备课中的“备学生”这一步应是非常重要,非常关键的一步。教师必须对一节课全盘考虑,做好安排,诸如哪些内容由学生自学,哪些问题由教师启发学生独立解答等等。

二、激发学生的学习兴趣

爱因斯坦说:“热爱是最好的老师”。它是学生主动学习、积极思维、大胆质疑、勇于探索的强大动力。如果学生对学习产生了极大的兴趣,那么,他在学习中所付出的精力和在学习方面产生的效益是不可估量的。因此,我们的教学更重要的是唤醒和激发学生的学习兴趣,让学生自始至终主动参与学习,全身心地投入到学习活动中。

教师从预习出发,引出所要学习的新内容,从而进一步激发了学生的阅读和自学兴趣,有利于调动学生学习的积极性。学生们都精心准备,全身心地投入,这样就激发了学生强烈的参与意识,使学生发挥出极大的积极性、主动性和创造性,提高学习效率。真正体现了教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。

三、营造和谐的学习氛围

营造民主、和谐、愉快的学习氛围,是新课改的一个重要理念,它是促进学生自主学习、自主探究的关键所在。因此我们在教学过程中,必须创设和谐的教学情境,让课堂能够活起来,让学生也能够在和谐的氛围中体验到学习的乐趣。

四、培养学生的创新能力

教师既要注重学习任务的设计与布置,也要注重学习的主动性与思维能力的培养。既要重视学习结果,也要重视学习过程。既要追求知识与技能的掌握,也要追求学生创新意识等心理素质的培养。努力使学习的外在驱动力与内在驱动力共同发挥作用。

教师鼓励学生大胆设想,帮助学生萌发创新意识,产生创新的欲望和兴趣,同时采用探索式和任务驱动式教学,培养学生的创新能力。

五、让学生感受成功的愉悦

中学生普遍存在极强的好胜心理,如果在学习中屡屡失败,会对学习失去兴趣和信心。要想促进学生的主动发展,教师在课堂上就要为学生创造成功的环境和条件,这才能让学生充分展示自己,有效地培养学生的自信心,激励学生更加主动地学习。

信息技术教学反思

计算机作为人类计算与思维的通用智力工具,使人类的智能获得了空前的发展。人类创造了电脑,反过来电脑帮助开发人脑。计算机与基础教育相结合已经成为当今世界的大趋势。电脑作为人类总体指挥的结晶,作为新的现代化,谁不重视它的普及教育,谁就会在人才的激烈竞争中处于十分被动的地步。一个国家,一个民族,要想不落伍,要想跻身于世界先进民族之林,决定因素是其民族自身素质的提高,综合国力的竞争,说到底是人才素质的竞争。现在“科教兴国”的

号角已经吹响,中华民族的腾飞大有希望。“计算机普及从娃娃做”正是“科教兴国”战略中的重要的一环。夸美钮斯说过:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。”学生爱上信息技术课,但这种爱好往往表现在爱玩游戏,或者上网聊天、看Flash动画。而对一些基本的知识、技能却不愿认真地学习。因此,在教学过程中要精心设计导入,诱发学生学习动机,激发学生学习兴趣,从而达到提高效率的目的。本人在教学实践中主要采用以下几种方法导入课堂教学。

一、游戏入门,自觉学习。

既然学生爱玩游戏,那么就让学生通过玩游戏来激发他们想学的愿意。把计算机新课的学习寓于游戏之中,激发学生学习的兴趣,在学生浓厚的兴趣中学习新知识,掌握新技能。例如学习指法是非常枯燥的,如果教师一开始直接讲解手指的摆放要求和指法要点,学生不但学的很累,而且很不愿学,更加不能强迫其练习了。我在教学中就采取游戏引入的方法,先让学生玩《金山打字通》,比赛谁的成绩好或者与老师比赛。学生在“青蛙过河”等游戏的实践中发现,要取得好成绩就必须练习好指法。于是就有人提出如何能够打得又对又快。在这种情况下,老师再讲解指法练习,学生学得就很认真。经过一段时间的练习后,学生们再玩这个游戏时就感到轻松自如了。这样,既保持了学生学习计算机的热情,还可以促使学生自觉去学习计算机知识。这是相对于低年级的学生而言的.

二、精心导入,激发学习兴趣,使学生想学

既然学生对计算机感兴趣,那么,在讲授基础知识时,教师利用多媒体教室的计算机、大屏幕、投影机,即可以进行重难点的讲解又可以进行示范演示。课堂上演示我们在课前精心制做的PowerPoint幻灯片、Flash动画等课件,配以优美的音响效果,学生的注意力被完全吸引到教学上来。教师再也不用为维持课堂纪律而花费过多的时间,完全可以把精力放在课堂教学的现场发挥之中,让学生学到更多的知识,获得更多的技能。

信息技术教学反思

在信息技术教学中,必须以新的教学理念和教学理论为指导,根据新的课程标准,探索适合信息技术课堂教学的教与学的新策略和新模式来挖掘学生潜能,提高学生素质,尤其是其利用计算机解决实际问题的能力。从教学实践中体会以下教学反思:

一、激趣。在学习新知识之前,要尽可能的采用精美活泼的界面,生动形象的内容吸引学生学习的注意力,或让学生动手玩个小游戏,激发学生的好奇心和学习兴趣,把学生引入到新课学习上来,掀起学生学习新知识的第一次潮。

二、讲解。利用激趣中的高潮,紧接着讲解新知识,这时的讲解如画龙点睛,学生听的仔细、认真,将会很容易的接受新知识。例如讲解在键盘操作与指法练习当中可以进行精辟的讲解,主要讲一下如何操作以及操作中的注意事项。这样做的目的主要是让学生迅速掌握新知识,为以后的练习打好基础,把握正确的方向。

三、练习。巩固知识,掌握技能,形成能力。在掌握知识的同时掌握技能,练习要丰富多采,重点在旧知识的复习、新知识的应用。练习可以采用游戏练习、创新练习、自主练习等形式。例如在讲解键盘操作中的指法练习时,可以使用游戏练习法进行指法训练,不但能随时显示击键的正误和速度,还能指出哪些键成绩差,并把练习的成绩保存起来,这样学生可以随时了解自己的学习进展情况,从而使练习更有针对性。小学生就会象玩电子游戏机一样的着迷,学习兴趣极大,这样做就会使原本枯燥无味的指法练习变得生动活泼起来。这样就使学生在学习计算机知识和操作能力的同时,提高学习的积极性,让他们在实践中品尝成功的喜悦。

四、展示。作品展示是计算机课堂中的必备环节,它不仅是对本课新知识掌握程度的测试,也可以得到及时反馈,提高教学质量。小学生的认知规律就是身心发展方面还没有定型,有喜欢被表扬的心态。它们学习某一知识,总希望看到自己的成绩,特别是能得到教师的表扬或其它同学的羡慕,将激励它们树立自信心,感到自豪和骄傲,从而积极主动的去学习。例如在教学汉字输入或画图以后,让学生写作文或画画,然后选出范文或范画进行展示给全班同学看,从而提高同学们的学习积极性,让他们在实践中品尝成功的喜悦。这样不仅使这些同学感到自己的成绩得到了肯定和赞扬,同时也使其他同学羡慕的不得了,从而更加积极

主动的投入到学习中去。教师在作品展示的同时也要利用夸奖的语言,激发小学生学习计算机的兴趣,诸如: “你画的好”、“你的指法练的真好”、“ “你的汉字输入的真快”等等。同学们的成绩得到教师的承认、肯定和赞扬,学习起来就会信心百倍,兴致盎然。

计算机课堂教学过程中的激趣、讲解、练习、展示这四个环节是相辅相成的,它们后者以前者为基础,环环相扣,密不可分。通过实践,发现这样的计算机课堂教学过程非常实用,不但可以激发学生学习计算机的积极性,而且提高计算机教学的效率

字典词典网络研修教学设计网络研修教学设计【范文精选】网络研修教学设计【专家解析】三国杀卡牌介绍三国杀卡牌介绍【范文精选】三国杀卡牌介绍【专家解析】地方各级政府实行地方各级政府实行【范文精选】地方各级政府实行【专家解析】