A生物学研究新面貌

要点

引言

随着各种专业与日俱增的分化，生物学的研究也逐渐多样化，从20 世纪70 年代中期开始，以4 种新的方法与技术为核心的驱动力改变了生物学的研究方式。 本节将依次介绍。

万物皆分子

从最初的基础生物化学到最终的几乎所有生物学门类，分子生物学与遗传学的结合已成为鉴定生物过程中组成成分的一大利器。

小型化与自动化

生物技术专家已经发展并将继续寻求从更小的生物样本中挖掘更多信息的技术。 自动化机器的出现使得高效并可重复性地处理大量样本成为可能。 这些技术被称为高通量技术。

图像分析

为了使高通量技术产生的大容量数据(每个样本MB 级别)易于处理，原始输出通常由计算机程序编译过的图像呈现。

计算与统计建模

高通量技术产生的大量数据通过一系列的统计分析，确定生物对象(基因、蛋白质等)个体与群体的性质。 生物过程源于这些生物对象之间的相互作用，已经有大量的计算方法用来模拟这些过程。 这些生物过程最简单的形式包含生化反应或基因调控的相互作用网络。 然而，生物现象(或生物系统)的动力学和量化行为也可以通过更细致的数学模型来表现。 这些模型可以通过计算机模拟的方式进行"what-if"实验，在这种情形中，模型的质量关系到它的模拟能力，尤其是在预测系统的行为时。 这些数学模型只有配备高性能计算机时才能得以实现，意味着生物学变得越来越像物理学，因为理论生物学家正赶上并很有可能会超越纯粹的实验生物学家。

研究方式转变的结果

这些变化的结果是生物学家将花费越来越多的时间在数据分析上，而花费在实验本身的时间较少。 这些改变也导致了对能够及时以有生物学意义的方式管理和分析海量数据的人员的需求迅速增长。 这些人就是生物信息学家。 章节B 将通过一些定义描述生物信息学的简短历史。

相关章节

生物信息学的定义(B)转录组学(K)概率与统计(G)蛋白质与蛋白质组学(L)模型与数学技术(H)图像分析(Q)

直到20 世纪的25 年，生物学的研究仍是观察和描述"生物体"的形态，以及它们在不同环境和遗传背景下的行为和功能。 最初，这些"生物体"是可见的单个植物或动物(生物学)，或者是生物群体及它们相互之间和与周围环境的作用关系(种群生物学，生态学)。 外科医生和植物学家开始研究动物和植物体内