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趋势分析 | 计算生物学

作者: 学术白

时间: 2019-06-20 09:39

在认识自身身体与生命层面,计算生物学正在发挥日益重要的作用,即使这个学科及其衍生出的产业为大多数人所不了解。

计算生物学(Computational Biology)指开发和应用数据分析及理论的方法、数学建模、计算机仿真技术等。计算生物学的最终目的不仅仅局限于测序,而是运用计算机的思维解决生物问题,用计算机的语言和数学的逻辑构建和描述并模拟出生物世界。

相对于生物信息学,计算生物学的层次更高。虽然两者之间界限模糊,但生物信息学略微偏向于生物而计算生物学略微偏向计算机。生物信息学侧重于数据的提取、挖掘,而计算生物学侧重对数据的处理、运用。

20世纪80年代计算机科学与技术发展,以及生物化学、分子生物学的系统论建立,1989年在美国召开了生物化学系统论与生物数学的国际会议,讨论了生物系统理论的计算机模型研究方法,开创了计算生物学的发展,属于早期计算系统生物学家的研讨会;因此,后来改为国际分子系统生物学会议(ICMSB),第11届国际分子系统生物学会议在中科院-德国马普上海计算生物学研究所成功举办。化学生物学、计算生物学与合成生物学,构成系统生物学与系统生物工程的实验数据、数学模型与工程设计的方法体系,即系统生物技术,带来了21世纪系统生物科学的全球迅速发展时期。

我们用Trend analysis分析了计算生物学领域内的研究热点。(链接

上图是当前该领域的热点技术趋势分析,通过Trend analysis分析挖掘可以发现当前该领域的热点研究话题有parallel algorithms、dna sequence、parallel processing、load balance、resource allocation等。

根据Trend analysis的分析结果我们可以发现,transcription factors是该领域的热门研究话题之一。Transcription factors即转录因子,是一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合,从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。

目前,人工转录因子(Artificial Transcription Factor,ATF)的构建已用于转录因子的生物学功能研究中起到重要作用。ATF是指将不同的DNA结合结构域与效应结构域组合在一起,人为地构建具有新的序列特异性与作用效果的转录因子 ,在基础研究、药物设计以及基因治疗等领域得到了广泛研究,目前研究较多的ATF主要为C2H2型锌指结构。

附.计算生物学领域5篇代表论文

题目:Bioconductor: open software development for computational biology and bioinformatics

会议/期刊:Genome Biology, no. 10 (2004): 1-16

年份:2004年

作者:Robert C Gentleman,Vincent J Carey,Douglas M Bates,Ben Bolstad,Marcel Dettling,Sandrine Dudoit,Byron Ellis

引用量:10322

题目:Algorithms on strings, trees, and sequences: computer science and computational biology

会议/期刊:Journal of the American Statistical Association,, (1999)

年份:1999年

作者:Dan Gusfield

引用量:6590

题目:Hidden Markov models in computational biology. Applications to protein modeling.

会议/期刊:Journal of molecular biology, no. 5 (1994): 1501-1531

年份:1994年

作者:Anders Krogh, Michael Brown, I. S Mian, Kimmen Sjolander, David Haussler

引用量:2309

题目:MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods.

会议/期刊:Molecular biology and evolution, no. 10 (2011): 2731-2739

年份:2011年

作者:Tamura Koichiro, Peterson Daniel, Peterson Nicholas, Stecher Glen, Nei Masatoshi, Kumar Sudhir

引用量:37242

题目:Fast gapped-read alignment with Bowtie 2

会议/期刊:Nature Methods (2012)

年份:2012年

作者:Ben Langmead, Steven L Salzberg

引用量:13146

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