生物学和计算机科学结合的学科,美国留学专业解析之生物信息学与计算生物学...

一、计算生物学(computational biology)专业简介

计算生物学(Computational Biology)是生物学领域中的一个重要分支学科，在生命科学研究中发挥着关键作用。它主要运用数据分析及理论方法、数学建模以及计算机仿真技术等多种手段，在探索生命现象本质及其规律方面取得了显著成效。从学科研究范围来看, 计算生物学不仅限于基因测序技术,而是通过构建基于生物系统的数学模型、运用计算机语言模拟其动态过程以及利用数学逻辑分析其运行机制来构建对生物世界的理解框架.这一学科领域的核心目标在于揭示生命科学现象的本质规律,并最终解决复杂的生物学问题.由于其研究方法具有跨学科特征,因此几乎渗透到现代生物科学研究的所有领域.具体而言,只要某项研究工作假设能够通过建立相应的数学模型并借助计算机模拟来验证其合理性,那么就可以纳入计算生物学的研究范畴.

研究计算生物学的方法通常分为两大类或两个阶段。首先是基于大量实验数据的数据挖掘与知识发现：从海量实验数据中提炼出潜在的模式，并提出假设；其次是构建数学模型：通过计算机模拟验证这些假设，并以预测结果为基础，并为后续体内及体外实验研究提供指导性建议。因此可以说计算生物学主要包含'发现型科学'(discovery science)与'假说驱动型科学'(hypothesis-driven science)两大领域

计算生物学的应用

以全新的基因组科学视角深入探究人类健康与疾病的各种方面 从而实现人类基因组计划成果向医学领域的重要转化 通过计算生物学科学家有望鉴定出基因及其生物通路在健康与疾病中的功能 并揭示这些因素与环境因素之间的关联关系 研究者将致力于发展评价并应用基于基因组的技术来预测个体对疾病的风险 建立药物反应模型 并发现疾病的早期诊断标志 同时揭示疾病在分子水平上的发生和发展机制 运用基础研究的知识 通过分子模拟等技术手段开展计算机辅助药物设计工作 从而缩短新药研发周期 并开发出更加有效的新型治疗方法 同时开发基于基因组的工具 以便更好地改善公众的健康状况

二、生物信息学(Bioinformatics)专业简介

生物信息学(Bioinformatics)涉及从各种来源收集生物信息的过程，并对其进行分析与解释。它也是生命科学与计算机科学交叉而产生的一门新型学科。该学科综合运用生物学、计算机科学以及信息技术的知识来探索大量复杂复杂生物数据背后所蕴含的机理。它是利用计算机技术对生物信息进行存储与检索，并进行数据分析的生命科学研究领域。该领域已成为当今生命科学研究的重要前沿领域之一，并未来科学技术发展的核心方向之一。其核心研究领域集中在基因组学(Genomics)与蛋白质组学(Proteomics)两个方面。具体而言，则是从核酸序列入手并分析核酸序列中的结构功能；又或者则从蛋白质序列入手并解析蛋白质序列中的结构功能

研究方法 以数据(库)为核心

1 数据库的建立

2 生物学数据的检索

3 生物学数据的处理

4 生物学数据的利用：计算生物学

三、生物信息学与计算生物学的不同

专业性质不同

生物信息学：涉及从生物体中获取、管理与分析各种形式的信息这一学科领域；它涵盖了基因组序列获取、蛋白质结构预测以及代谢途径分析等多个关键环节，并结合数学建模方法深入探究其内在规律

计算生物学作为生物科学的重要领域，在广泛运用数据分析方法与理论模型相结合的方式下发展起来的一门交叉学科。该学科主要研究生命系统的复杂动态特性及其调控机制，并通过构建合理的数学模型与计算机模拟技术来辅助分析与预测相关问题。

研究内容不同

生物信息学：通过综合运用生物学等学科来深入解析海量的复杂生物数据以揭示其中蕴含的丰富生物学奥秘

计算生物学领域主要通过计算机思维来解决生物相关的问题。具体而言，在这一领域中会运用相应的模型构建方法，并详细描述生物系统的运行机制；通过数学逻辑进行模拟进而揭示其动态变化规律。