生物信息學(xué)技術(shù)在病原生物學(xué)中的應(yīng)用研究

蒯海濤

摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，生物信息學(xué)技術(shù)水平也得到了迅猛的提升，在諸多領(lǐng)域發(fā)揮出了至關(guān)重要的作用?；谏镄畔W(xué)的重要性，本文主要研究和探討生物信息學(xué)這項(xiàng)技術(shù)在病原生物學(xué)整體領(lǐng)域中的應(yīng)用情況，并分析它在病原生物學(xué)教學(xué)方面的應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用范圍的拓展形成一定的幫助。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué)技術(shù);病原生物學(xué);疫苗研發(fā);致病機(jī)制

生物信息學(xué)并不是一門(mén)單一的技術(shù)，它通常會(huì)與計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)以及生物學(xué)等學(xué)科形成緊密的關(guān)聯(lián)，通過(guò)多門(mén)知識(shí)技術(shù)的配合來(lái)研究數(shù)據(jù)資料[1]。因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)在快速發(fā)展，病原生物學(xué)面臨的發(fā)展環(huán)境正在發(fā)生著變化，尤其是需要處理的信息數(shù)量和種類都在增加，通過(guò)引入生物信息學(xué)技術(shù)，有助于加快新藥的研發(fā)速度，對(duì)致病因素進(jìn)行更深入研究和更好地鑒定病原生物。

1生物信息學(xué)技術(shù)在病原生物學(xué)中的應(yīng)用

1.1鑒定寄生蟲(chóng)

對(duì)寄生蟲(chóng)進(jìn)行鑒定通常會(huì)用到病原生物學(xué)知識(shí)，這時(shí)候就可以運(yùn)用生物信息學(xué)中的蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)行研究，能夠使寄生蟲(chóng)在不同時(shí)期的蛋白質(zhì)成分得以明確。對(duì)寄生蟲(chóng)的成分進(jìn)行鑒定可以通過(guò)蛋白質(zhì)圖譜來(lái)完成，因?yàn)閳D譜在不同發(fā)展階段會(huì)呈現(xiàn)出不同的內(nèi)容。在對(duì)“杜氏利什曼”原蟲(chóng)進(jìn)行研究、了解其蛋白質(zhì)組的過(guò)程中，得出了很多新的基因結(jié)果。通過(guò)對(duì)不同時(shí)期原蟲(chóng)的蛋白質(zhì)譜進(jìn)行分析，能夠形成靶向藥物研究的基礎(chǔ)，從而使抗性藥物得以順利研發(fā)，為國(guó)內(nèi)生物藥學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步作出貢獻(xiàn)，造福于人類。

1.2鑒定真菌

基因芯片技術(shù)也是生物信息學(xué)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)，能夠?qū)φ婢M(jìn)行有效的鑒定。這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)就是高效而精確，通過(guò)配合先進(jìn)的儀器來(lái)研究基因信息，所以將這項(xiàng)技術(shù)融合在病原生物的研究領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿2]。一般情況下較多使用Arraypro這一分析軟件，它不僅能夠?qū)驁D像進(jìn)行深層次的分析，而且能夠?qū)Ω鞣N類型的基因數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的處理。當(dāng)需要分析人類皮膚表面的病原真菌時(shí)，可以用到“DNA微列陣”的手段，它是生物信息學(xué)中的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，然后配合Prism以及Arraypro軟件對(duì)相近范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面鑒定。在鑒定真菌的幾種方式中，這個(gè)途徑能夠獲得90%以上的準(zhǔn)確率。

1.3在新藥物研發(fā)以及疾病診斷方面的應(yīng)用

生物信息學(xué)的相關(guān)技術(shù)在當(dāng)前階段越來(lái)越多地運(yùn)用在診斷病癥和研發(fā)新藥的領(lǐng)域。比如以流感疫苗的研究為例，要有效防御病毒需要在適當(dāng)時(shí)間及時(shí)將疫苗株進(jìn)行更新，而通過(guò)生物信息學(xué)技術(shù)可以對(duì)疫苗株進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，通過(guò)分析研究獲得基礎(chǔ)的理論體系，結(jié)合抗原所具有的特點(diǎn)和讀出增值率進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和預(yù)測(cè)，通過(guò)得出的結(jié)果實(shí)現(xiàn)疫苗功效的提高[3]。另一方面，對(duì)于血吸蟲(chóng)病的治療現(xiàn)在主要是使用藥物和疫苗接種的方式，而這兩種方法也是相比較而言治愈率最高的，分布了蟲(chóng)體的表膜蛋白對(duì)于疫苗和藥物的使用來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵的靶標(biāo)。在分析研究的過(guò)程中，一些專家通過(guò)免疫蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)相關(guān)技術(shù)，結(jié)合微陣列技術(shù)，搜尋免疫原性蛋白質(zhì)和可能存在的靶抗原，從而得到療效更好的新疫苗和新藥物。

1.4在探究致病原因中的應(yīng)用

對(duì)致病原因的研究也可以借助生物信息學(xué)技術(shù)，最關(guān)鍵的兩個(gè)研究對(duì)象是細(xì)菌分泌系統(tǒng)和毒力島。針對(duì)后者主要是通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)中的“微陣列”來(lái)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行綜合性的鑒定，明確其基因組，結(jié)合先進(jìn)的PAIDB軟件，有效預(yù)測(cè)毒力島信息。在深入的分析之后，得出沙門(mén)菌和某種伴侶蛋白之間存在的密切聯(lián)系，這個(gè)結(jié)果可以為沙門(mén)菌毒力島的研究工作形成重要的參考價(jià)值。

2生物信息學(xué)技術(shù)在病原生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1增加教學(xué)實(shí)驗(yàn)

教師在講授生物信息學(xué)技術(shù)的過(guò)程中若是想獲得更好的教學(xué)效果，使學(xué)生能夠真正掌握專業(yè)知識(shí)并能夠做到學(xué)以致用，那么應(yīng)該利用課堂時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生多進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，畢竟真理需要在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)。提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)的頻率能夠令理論知識(shí)得到更為生動(dòng)直觀的展示，有助于學(xué)生對(duì)這門(mén)學(xué)科產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，更加積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)[4]。教師要注意引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)整個(gè)過(guò)程，并且鼓勵(lì)他們發(fā)揮創(chuàng)新精神，從而提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

2.2強(qiáng)化各學(xué)科知識(shí)的相互滲透

通過(guò)對(duì)這一學(xué)科實(shí)際教學(xué)活動(dòng)的觀察，發(fā)現(xiàn)不少教師習(xí)慣于將基本理論與技術(shù)方法進(jìn)行分離，這樣的結(jié)果會(huì)令學(xué)生難以將理論知識(shí)熟練運(yùn)用在實(shí)踐中。所以，教師要注意改進(jìn)教學(xué)方式，加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)和技術(shù)不同領(lǐng)域的相互滲透，把課本知識(shí)與實(shí)際手法緊密結(jié)合起來(lái)，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行掌握，通過(guò)結(jié)合有關(guān)的其他學(xué)科知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通，提高專業(yè)學(xué)習(xí)的實(shí)效，進(jìn)而提升學(xué)生對(duì)生物信息相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著全球科技的不斷進(jìn)步，生物信息學(xué)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，相關(guān)知識(shí)和技術(shù)在各行各業(yè)的運(yùn)用范疇也更加廣闊，尤其在病原生物學(xué)方面呈現(xiàn)出越來(lái)越重要的價(jià)值。在這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的助力下，人們能夠獲得有關(guān)于病原生物疾病更多的信息，形成此類疾病預(yù)防和治療的重要基礎(chǔ)，從而對(duì)防治效果的提高起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用，達(dá)到理想的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]齊安智.計(jì)算機(jī)算法在生物信息學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)新通信，2018，20（02）：171.

[2]周利民.淺析生物信息學(xué)技術(shù)在病原生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘，2017，17（89）：246.

[3]高潔，張雷.生物信息學(xué)技術(shù)在病原生物學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)病原生物學(xué)雜志，2015，10（01）：88-90+96.

[4]魏霖靜，陳蕾.云計(jì)算技術(shù)在生物信息學(xué)中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2014（18）：122-123.