生物信息学技术在病原生物领域中的应用初探

黄沐也 湖南师范大学附属中学

生物信息学技术在病原生物领域中的应用初探

黄沐也 湖南师范大学附属中学

随着我国的社会经济的不断发展，我国的信息技术也得到了快速的发展，在社会的许多领域当中都应用了生物信息学技术，尤其是病原生物学的研究领域，为我国的病原生物研究领域带来了新的发展契机。随着20世纪末期基因组测序数据的快速增加，产生了生物信息学。生物信息学技术是由多个学科融合在一起的一门新兴的学科，其中包含有生物学、计算机科学以及高等数学等学科的应用。本文主要探讨了生物信息科学在病原生物领域当中的一些应用，为推动病原生物领域发展做出的贡献。

生物信息学技术 病原生物学 应用

生物信息学技术是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，并且通过数学、计算机科学以及生物学来研究各个数据之间的生物学意义。随着近年来人类基因组计划的启动，人们在生命科学领域获取了大量的数据，人们希望更深入的去挖掘这些巨量数量，因此就需要用到生物信息学技术来对数据进行分析和解释。目前，生物信息学的研究方向有基因组学、转录组学以及蛋白质组学。随着基因组和蛋白质组数据库的完善，生物信息学技术的运用就不仅仅只限于这些方向，从而运用到更加广阔的医学研究领域。在病原生物的研究领域，生物信息学技术在病原生物的鉴定具有非常重要作用。

1 生物信息学技术在细菌鉴定中的应用

目前，在细菌鉴定当中主要有两种鉴定方法，分别是表型鉴定法和分子遗传学鉴定法。但是随着生物信息学技术的不断发展，通过生物信息学技术能够有一种新型的鉴定方法，这种鉴定方法的分辨率更高，被称为多位点序列分析。这种方法是通过生物信息学技术对DNA测序鉴定的方法比传统的两种细菌鉴定方法更加方便、快捷。还有一种鉴定方法叫做基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱，这也是通过生物信息学技术的应用研发出的一种新型的微生物鉴定方法，主要是通过对细菌的蛋白质指纹图谱的特征来鉴定细菌。在对细菌进行鉴定的过程当中主要是通过生物信息学技术当中的Spectra Bank数据库和SPE-CLUST聚类分析软件来分析细菌的质朴数据来对细菌进行鉴定。

2 生物信息学技术在病毒鉴定中的应用

通过生物信息学技术研究出一种新型的病毒鉴定技术，被称为基因组条形码技术，基因组条形码技术主要是利用病毒的DNA当中的一段片段，然后通过这个片段对物种进行快速、准确的鉴定的一种新型的病毒鉴定技术。基因组条形码技术能够对各类病毒进行鉴定并且分类，相比较传统的单基因序列技术，新型的基因组条形码技术能够将单基因序列无法表现出的信息都能够表现出来。在病毒的鉴定当中还有一种技术就是高通量测序技术，这种技术能够一次对上百万条DNA分子进行序列测定，在对病毒的鉴定当中一般用GLC Genomic Workbench软件来分析高通量测序产生的DNA数据。

3 生物信息学技术在真菌鉴定中的应用

生物信息学技术在真菌鉴定中的应用主要是通过基因芯片技术来实现的，基因芯片技术通过高效、精确的来分析这些基因的信息，因此基因芯片技术在病原生物的鉴定当中具有非常良好的应用前景。在基因芯片技术中最常用的分析软件是Arraypro，Arraypro分析软件不仅能够对基因的图像进行分析，还能够对基因的各种数据进行处理。有生物学家在研究鉴定人体皮肤病原真菌的过程当中，通过生物信息学中的PCR的DNA微列阵方法来鉴定真菌，然后再利用Arraypro软件和Prism软件对基因的数据进行分析，鉴定的结果的准确率高达90%。

4 生物信息学技术在寄生虫鉴定中的应用

在病原生物学中对寄生虫的鉴定可以通过生物信息学中蛋白质组学进行分析能够对寄生虫各个生活阶段的蛋白质组成进行鉴定，寄生虫在不同的生活阶段的蛋白质图谱是寄生虫鉴定中的重要组成内容。相关的生物学家在对杜氏利什曼原虫的蛋白质组分析的过程当中，通过对蛋白质组的分析，鉴定出多个新的基因。通过生物信息学技术的研究能够研究不同发育阶段的杜氏利什曼原虫的蛋白质谱，通过这种分析能够研究出关于抗杜氏利什曼原虫的药物靶点，研究出相应的抗性药物，能够促进我国的生物药学的发展。

5 小结

随着当今社会的快速发展，生物信息学技术也得到了较快的发展，在社会的生活当中生物信息学技术被广泛应用，尤其是病原生物学研究的众多领域都应用了生物信息学技术，在未来的发展当中，生物信息学必然能够在病原生物研究的领域发挥重要的作用，但是需要目前人们对这方面的不断探究。生物信息学技术在病原生物学中的应用不仅仅能够推动病原生物学的发展，还能够提高人们对病原生物疾病的了解以及对这种疾病的预防治疗工作，对人类在未来的生存发展中具有重要的意义。

[1]王晶,程颖,陈晨等.生物信息学在医院感染中的应用[J].中华医院感染学杂志,2014,(16):4158-4160.

[2]杜雪晴,黄金林.病原菌新基因功能的研究策略[J].中国人兽共患病学报,2016,32(7):665-669.

[3]吴旧生,王鹏歧,刘月环等.宏基因组学与动物病原微生物检测[J].中国比较医学杂志,2014,(9):72-77.