Laskennallisen genomiikan

laskennallisen genomiikan juuret ovat yhteisiä bioinformatiikan kanssa. 1960-luvulla Margaret Dayhoff ja muut National biolääketieteellisessä Tutkimussäätiössä kokosivat tietokantoja homologisista proteiinisekvensseistä evoluutiotutkimusta varten. Heidän tutkimuksensa kehitti fylogeneettisen puun, joka määritti evoluutiomuutokset, joita tietyn proteiinin muuttuminen toiseksi proteiiniksi edellytti taustalla olevien aminohapposekvenssien perusteella. Tämä johti heidät luomaan pisteytysmatriisin, joka arvioi todennäköisyyttä, että yksi proteiini on sukua toiselle.

1980-luvulta alkaen genomisekvenssien tietokantoja alettiin tallentaa, mutta tämä toi uusia haasteita geenitiedon tietokantojen etsimisen ja vertailemisen muodossa. Toisin kuin tekstinhakualgoritmeja, joita käytetään Googlen tai Wikipedian kaltaisilla sivustoilla, geneettisen samankaltaisuuden osien etsiminen edellyttää merkkijonojen löytämistä, jotka eivät ole pelkästään identtisiä, vaan samanlaisia. Tämä johti Needleman-Wunsch-algoritmin kehittämiseen, joka on dynaaminen ohjelmointialgoritmi, jolla verrataan aminohapposekvenssien sarjoja keskenään käyttämällä pisteytysmatriiseja, jotka on johdettu Dayhoffin aiemmasta tutkimuksesta. Myöhemmin kehitettiin BLAST-algoritmi nopeiden, optimoitujen hakujen suorittamiseen geenisekvenssitietokannoista. BLAST ja sen johdannaiset lienevät tähän tarkoitukseen käytetyimpiä algoritmeja.

lauseen “laskennallinen genomiikka” synty osuu yksiin täydellisten sekvensoitujen genomien saatavuuden kanssa 1990-luvun puolivälistä loppupuolelle. Ensimmäinen kokous vuosittaisen konferenssin laskennallisen genomiikan järjesti tutkijat Institute for Genomic Research (TIGR) vuonna 1998, joka tarjoaa foorumin tämän erikoisalan ja tehokkaasti erottaa tämän tieteenalan yleisempiä aloilla genomiikan tai laskennallisen biologian. Ensimmäisen kerran tätä termiä käytettiin tieteellisessä kirjallisuudessa MEDLINE abstractsin mukaan vain vuotta aiemmin Nukleiinihappotutkimuksessa. Lopullinen laskennallinen genomiikka konferenssi pidettiin vuonna 2006, jossa pääpuheen piti Nobel-palkittu Barry Marshall, toinen Helicobacter pylorin ja mahahaavan välisen yhteyden löytäjä. Vuodesta 2014 alan johtavia konferensseja ovat Intelligent Systems for Molecular Biology (ISMB) ja research in Computational Molecular Biology (RECOMB).

tietokoneavusteisen matematiikan kehittäminen (esim. Mathematica tai Matlab) on auttanut insinöörejä, matemaatikkoja ja tietojenkäsittelytieteilijöitä aloittamaan toimintansa tällä alalla, ja julkinen kokoelma tapaustutkimuksia ja demonstrointeja kasvaa koko genomivertailuista geeniekspressioanalyysiin. Tämä on lisännyt erilaisten ideoiden käyttöönottoa, mukaan lukien käsitteet systeemeistä ja ohjauksesta, informaatioteoriasta, merkkijonoanalyysistä ja tiedonlouhinnasta. On odotettavissa, että laskennalliset lähestymistavat tulee ja pysyy vakioaiheena tutkimuksen ja opetuksen, kun taas opiskelijat sujuvasti molemmat aiheet alkavat muodostua useita kursseja luotu viime vuosina.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.