计算生物学最新进展与商业化思考周杰伦简历
东方科技论坛第60次学术研讨会于2005年7月2~3日在上海沪杏科技图书馆举行。本次论坛由上海生物信息技术研究中心与复旦大学生命科学学院共同承办,论坛主题为"计算生物学最新进展"。中科院上海生命科学研究院赵国屏研究员和新加坡国立大学计算科学系陈宇综教授共同主持了会议。
一、会议背景
随着人类基因组计划的实施和深入,生物学数据积累出现了前所未有的飞跃。不仅数据量呈指数级增长,而且,数据的本质出现了从生理生化数据向遗传信息飞跃以及进一步向遗传与结构功能相互关系信息的飞跃。这种科学数据的急速海量积累,在人类的科学研究历史中是空前的。如何从这些海量的生物学数据中提取有用的知识,成为了对当前生物学家、数学家、计算机专家等的巨大挑战。由此引出了一门新兴学科:计算生物学。计算生物学是指开发和应用数据分析及理论的方法、数学建模和计算机仿真技术,用于生物学研究的一门学科。计算生物学正在成为现代生物学研究的核心方法之一,它们的重要性和复杂性在当前生物学数据量的不断增长中日益得以显示,要回答的问题越是复杂就越显得尤为突出,使得计
笔记本电脑驱动算生物学成为当今生命科学最具活力的新兴前沿学科之一。计算生物学运用大规模高效的理论模型和数值计算来识别基因组序列中代表蛋白质的编码区,破译隐藏在核酸序列中的遗传语言规律;直接从蛋白质序列预测蛋白质三维结构以及动力学特征,研究生物大分子结构与功能的关系、生物大分子之间相互作用以及生物大分子与配体的相互作用,促进蛋白质工程、蛋白质设计和计算机辅助药物设计的发展;同时,归纳、整理与基因组遗传语言信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据,模拟生命体内的信息流过程,从而认识代谢、发育、分化、进化的规律,使从基因组科学新视角来探究人类健康和疾病各个方面,将人类基因组计划的成功转化为医学领域的进步成为可能。
小雪吃什么食物运用计算生物学,科学家们有望鉴定基因和途径在健康和疾病中的角,挖掘它们与环境因素之间的关系;发展、评价以及应用以基因组为基础的诊断方法来预测对疾病的易感性,预测药物反应,疾病的早期诊断标记,疾病在分子水平上的发展机制;应用基因组和代谢通路的知识,通过分子模拟等方法进行计算机辅助药物设计,缩短新药开发周期,从而开发有效的、新的疾病方法;发展基于基因组的工具来改善大众的健康状况,从而促进人类基因组计划造福于人类。
当前,计算生物学在国际上受到高度重视。美国国立卫生研究院(National  Institutes  of  Health,NIH)是世界上从事生命科学研究最重要的研究机构,它的年度预算占了美国政府科学投入的60%左右。在人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来之际,NIH经过与来自美国学术机构、政府部门和私人团体的300多名生物医学权威人士长达一年多时间的一系列讨论,于2003年形成了一个通向生命科学未来的"中长期发展规划"--国立卫生研究院路线图(NIH  Roadmap)。NIH路线图中启动了一个"生物信息学和计算生物学"计划,希望通过这个项目的实施而铺设一条通向生命科学未来的"信息高速公路"。该项目计划从2004年开始,建立数个"国立生物医学计算中心"(National  Centers  for  Biomedical  Computing),以便开发相关软件和数据管理工具。2003年,NIH下属的国家人类基因组研究所(The  National  Human  Genome  Research  Institute,NHGRI)负责人在Nature上发表了题为"基因组学研究前景展望"的文章。文章中所述的基因组研究展望来自上百位科学家和社会公众,举行了十几场讨论会和无数的与个人之间的探讨,历经近两年的热烈讨论。文章将对基因组研究的展望分为三个主题和六个横切面,三个主题是:基因组学与生物学、基因组学与健康和基因组学与社会;六个横切面是:资源、技术发展、计算生物学、培训、伦理法律和社会应用,以及教育。六个重要横切面与所有三个主题相关,而计算生物学是重要要成分之一。
充电电钻
在国内,我国国家自然科学基金委员会将计算生物学作为重点资助的研究方向之一。对于将生物医药产业作为重点发展高科技产业的上海市,对计算生物学研究更是高度重视。2002年,中科院上海药物研究所与美国SGI计算机公司联合建立的计算生物学实验室在上海药物所揭牌成立。中科院和德国最大的研究机构-马克斯·普朗克学院合作,筹划在上海合作开展计算生物学研究,且于2004年6月在中科院上海生命科学研究院举行了计算生物学研究所成立筹备会。IBM是全球唯一一家能够将其专业研究技术应用于计算生物学、并行计算的公司。2002年,IBM与上海生物信息技术研究中心以及英国InforSense公司一起,合作建立了高性能的生物科学研究实验室,合作进行计算生物学方面的研究和开发。因而,在上海举行计算生物学学术研讨会,将促进我市和我国对计算生物学这一前沿研究领域的更好发展,并对我市生物医药学产业的发展起到积极的推动作用。
由于分子模拟和计算机辅助药物设计是当前计算生物学中的热点问题,又是计算生物学与生物医药产业结合最紧密的方向,计算生物学在这些方面取得的进展将直接推动生物医药产业的发展,因此,本次会议将生物大分子计算模拟,计算机辅助药物设计和计算生物学的发展及未来方向作为中心议题。 
二、会议简况
中科院上海分院院长、上海市科协主席、东方科技论坛理事会副理事长、著名核物理学家沈文庆院士出席了开幕式并讲话。他首先对本次论坛的召开表示热烈祝贺,同时也对与会代表提出了殷切的希望。沈院士肯定了东方科技论坛是上海地区具有重要影响的高层次论坛,但也存在着一些需要改进的地方,如减少偏多偏长的报告,增加与会代表讨论的时间等。他希望各位专家、代表能够为我们的上级领导和有关部门提出一些宏观或具体的指导意见,为本学科领域的未来发展阐明方向;同时也要更加重视论坛每期简报的撰写,使其真正成为具有实际指导意义的文件。
曝蒋雯丽车震瞬间会议执行主席、中科院上海生命科学研究院赵国屏教授接着讲话。作为国内生物信息学领域的先驱之一,他回顾了计算生物学和生物信息学在上海的发展历程。他认为,"九五"期间上海的计算生物学研究开始迅速发展,进入"十五"可以说更是突飞猛进。中科院和德国最大的研究机构--马克斯·普朗克学会合作,在上海联合开展计算生物学研究,并且在中科院上海生命科学研究院成立了计算生物学研究所。几天之前,上海市生物信息学会成立大会隆重举行,标志着上海地区生物信息学及计算生物学的发展进入了一个崭新的阶段。计算生物学的任务就是将生物学问题转化为数学表达,其发展对医药产业至关重要。东方科技论坛是一个重要的学术交流和讨论平台,我们应充分利用这一平台来研讨我们想要解决
的问题,学术讨论与交流的内容要与学科、产业及社会发展相结合,同时要注意做好会后的总结,产生建议,并真正加以落实。
全球口碑最好的洗发水本次论坛另一位执行主席、新加坡国立大学计算科学系系主任陈宇综教授作了主旨发言。他首先介绍了什么是计算生物学。国际上对计算生物学已经有明确定义,它系统发展并将计算系统和计算技术应用于解决生命现象中的实际问题,是用高级计算方法来管理、分析生物学数据并从中挖掘发现知识的一门学科。他举了两个计算生物学的成功范例。一个是基因和蛋白质序列分析工具BLAST,其应用之广、影响之大可以说是空前的,在10年的时间里该算法的引用率高达10万多次。另一个是HIV蛋白酶抑制剂的设计,全世界多家药厂经过多年的研发和筛选,现在已经有Inverase、Norvir、Crixivan、Viracept等HIV蛋白酶抑制剂进入市场,这背后蕴涵了大量计算生物学家的工作。总之,计算生物学是一门相对年轻但发展十分迅速的学科,《计算生物学杂志》(Journal  of  Computational  Biology)的影响因子从1999年的1.6上升到2004年的4.4就很有力地说明了这一点。