基因组信息学基因组信息学的应用价值

基因组信息学基因组信息学的应用价值人类基因组计划的目标是揭示人类疾病的遗传学基础,其最直接的应用价值还在新药研制方面

值得一提的是,随人类基因组计划同时进行的病原微生物和模式生物的全基因组序列测定结果也将广泛应用于新药的研制

目前对许多疾病的治疗,如心脏病、癌症、神经系统疾病,都只能治标而不治本

当人们对疾病的病理遗传基础有了充分的认识后,就可开发出标本兼治的全新药物,从而大大提高全人类的健康水平

新药研制的第一步是信息资料的搜集

虽然这一阶段的工作中开发者的知识背景特别重要,但也非常需要借助各种数据库和互联网的辅助作用,包括在线文献的查询、商业化学结构数据库的检索和生物学分析数据的调取等

除此以外,还需进行初期预研

初期预研虽然也涉及少量实验工作,但主要工作还是通过互联网到各种数据库中搜集疾病及其相关生化过程的资料,由于互联网上的信息是动态的,随时在更新和补充,因此搜集工作必须定期进行,直至得到足够的信息资料

第二步工作就是选择鉴定与疾病治疗和新药开发有关的目标生物大分子

这一阶段的工作主要集中在两个方面:选择特定生物大分子为作用目标,建立合适的分析方法,以甄别一系列后续合成的小分子化合物的药效和药性;了解小分子化合物的作用机制

因此必须对与病理过程有关的基因进行详细的分析,包括基因序列的比较、性质功能的预测等

对已确定的与病理过程有关的基因,要进一步评估它们在开发新药过程中成功的可能性,最终确定其中的几个基因及其产物为目标分子

第三步就是利用已确定的目标分子进行高通量筛选(HTS),以得到有用的化合物

在传统的筛选过程中,可供筛选的化合物数量不多,因此可以用目标分子筛选所有的化合物

然而,化学合成技术的发展以及长期的积累使可供筛选的化合物的数量大大增加,因此必须对被筛选化合物进行选择,以降低工作量,提高效率

基因组信息学对从事这项工作的生物学家显得十分重要

同样,基因组信息学系统对合成药物的化学家也有重要的指导作用,它可向化学家提供某些生物学信息,使合成工作具有更高的目的性,提高药物合成的产率

成功的高通量筛选之后得到少量的具有高活性的主导化合物

在这些化合物最终成为可用的药物以前,还需对它们的各种性质进行优化改进,如增大效力、提高选择性、降低毒性等等

基因组信息学所掌握目标分子结构方面的信息越多,它在改进药物的性质方面所起的作用就越大

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