生物信息技術(shù)在微生物研究中的應(yīng)用

劉睿鑫

生物信息技術(shù)在微生物研究中的應(yīng)用

劉睿鑫

（沈陽(yáng)師范大學(xué)遼寧沈陽(yáng)110000）

生物信息技術(shù)以計(jì)算機(jī)學(xué)和信息技術(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)用、儲(chǔ)存、檢查和搜索等生物系統(tǒng)信息，建立微生物的系統(tǒng)模型，從新的視角揭示生命的起源、進(jìn)化、形成和演示。生物信息技術(shù)為建立微生物的信息庫(kù)提供了條件，更為生物的研究、基因的儲(chǔ)存提供了保障。

生物信息技術(shù)；微生物研究；應(yīng)用

自從網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)及軟件技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并被廣泛的應(yīng)用到生活當(dāng)中，為信息交流，資源共享和文化交流打通了新的途徑，同時(shí)信息技術(shù)也促進(jìn)了生物學(xué)研究的快速發(fā)展，使生物信息技術(shù)在微生物中得到了廣泛的應(yīng)用，為微生物的研究做出了巨大貢獻(xiàn)。生物信息技術(shù)的飛速發(fā)展也為其生物學(xué)科的研究提供了新的平臺(tái)。在生物學(xué)的研究中，生物信息技術(shù)是必不可少的因素，生物信息技術(shù)的應(yīng)用讓微生物的研究得到了提速，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)也因生物學(xué)的需要而得以發(fā)展，兩者之間相輔相成，共同進(jìn)步。

1 提高了對(duì)基因組序列研究的效率

眾所周知，微生物所涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，比如基因組的序列。專家利用生物信息技術(shù)對(duì)基因組序列進(jìn)行比較分析，并研究了基因序列和病原微生物之間的關(guān)系。為微生物究注入了新的活力，提高了對(duì)病原微生物研究的效率。專家利用生物信息技術(shù)比較基因組生物信息和病原微生物致病基因，對(duì)多種病原微生物的基因組序列進(jìn)行了比較分析，包括豬鏈球菌[1]，葡萄球菌等多種病原微生物，它們無(wú)時(shí)無(wú)刻的威脅這人們的身體健康，要研究對(duì)抗這種病原的抗體，需要大量的人力和腦力，而生物信息技術(shù)的應(yīng)用讓專家們輕松準(zhǔn)確的提升了研究成果，讓專家有更多的精力和時(shí)間去研究其他的基因序列，破解更多的基因難題。生物信息技術(shù)為基因組序列物種間同源基因結(jié)構(gòu)的比較提供了基礎(chǔ)，也為未知基因的功能研究提供了具體的方法以及詳細(xì)的數(shù)據(jù)參考，為基因序列在微生物中的研究提供了思路和方法。在基因序列這項(xiàng)研究中生物信息技術(shù)是必不可少的手段，它節(jié)省了專家們時(shí)間和精力的同時(shí)更大程度上提高了專家們對(duì)基因序列的研究效率，進(jìn)而推動(dòng)了基因序列在微生物研究中的進(jìn)程。

2 為微生物信息的存儲(chǔ)提供了條件

首先從大的層面說(shuō)：微生物包括真核細(xì)胞型微生物、原核細(xì)胞型微生物、非細(xì)胞型微生物，如果向小的層面劃分，微生物的種類不計(jì)其數(shù)。微生物具有體積小、表面積大、吸收多、轉(zhuǎn)化快、生長(zhǎng)旺、種類繁多、容易變異等多種特點(diǎn)。因此微生物的物質(zhì)信息的儲(chǔ)存成了生物界中的一大難題。中國(guó)是世界微生物資源最豐富的國(guó)家之一，微生物資源的研究和存儲(chǔ)反映了微生物基礎(chǔ)研究的水平，微生物資源的存儲(chǔ)是國(guó)家調(diào)查、開發(fā)、資源保護(hù)和可持續(xù)利用的基礎(chǔ)，它也是生物多樣性研究的基礎(chǔ)。生物學(xué)成立的前期，微生物存儲(chǔ)技術(shù)所存儲(chǔ)的物質(zhì)資源和物資信息不夠完善，不夠全面，專家在查找微生物信息時(shí)也比較浪費(fèi)時(shí)間，而現(xiàn)在的生物信息技術(shù)在保證微生物信息安全，資源信息完善，物質(zhì)信息充足的前提下，為環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究、衛(wèi)生健康提供了專業(yè)技術(shù)以及微生物物種資源、信息資源、基因資源等服務(wù)，特別是對(duì)微生物資源的研究、發(fā)現(xiàn)和保存提供了良好的條件，同時(shí)也促進(jìn)我國(guó)生物科學(xué)的研究和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3 促進(jìn)微生物的發(fā)展進(jìn)程

生物學(xué)是以微生物為基礎(chǔ)，利用微生物的特點(diǎn)和功能，構(gòu)建新的物質(zhì)、新的品種、新的抗體，并與生物信息技術(shù)相結(jié)合，研究出最好的微生物品種，讓人類和動(dòng)物的身體不在受到病毒的侵害[2]。信息技術(shù)是21世紀(jì)的高新技術(shù)，它不僅是我們生活中必不可少的科技，還是生物領(lǐng)域一項(xiàng)重要研究技術(shù)。信息產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)無(wú)疑都是高科技知識(shí)產(chǎn)物，在生物科學(xué)的研究中，始終不能缺少信息技術(shù)，生物信息學(xué)方法的出現(xiàn)無(wú)疑是對(duì)微生物分子學(xué)研究的一種強(qiáng)有力的手段。如今各種微生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)日益完善，為各項(xiàng)微生物的研究奠定了良好基礎(chǔ)。通過生物信息技術(shù)，不僅可以快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)微生物分型的研究、物質(zhì)資源的分析、資源存儲(chǔ)，還可以研究新型疫苗的開發(fā)，甚至是微生物致病原因的深入分析，不再讓人類的健康受到威脅。微生物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系非常復(fù)雜。通過生物信息技術(shù)來(lái)研究物種或分子間的進(jìn)化關(guān)系[3]，來(lái)解決微生物研究中的難題，讓生物信息學(xué)方法在微生物領(lǐng)域分析中得到重要應(yīng)用。對(duì)此，基于DNA序列、蛋白質(zhì)序列、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的生物信息學(xué)技術(shù)學(xué)為人們?cè)诨蛩缴翔b定微生物提供了一個(gè)快速精確的方法。基于微生物的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是生物信息學(xué)研究的熱點(diǎn)，利用現(xiàn)有的生物信息技術(shù)來(lái)研究微生物分子結(jié)構(gòu)，也是生物學(xué)上的一個(gè)有效手段。微生物的研究是生物學(xué)上的一大重點(diǎn)和難點(diǎn)，讓生物信息技術(shù)與其相結(jié)合，不僅突破了微生物研究中的難點(diǎn)，更促進(jìn)了我國(guó)生物學(xué)在社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，可以說(shuō)，生物科技與信息科技的融合，是世界生物學(xué)發(fā)展的未來(lái)。信息技術(shù)為生物學(xué)在世界生物領(lǐng)域的研究提供了高效的手段。在現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展過程中，微生物與高性能的信息技術(shù)的相結(jié)合，讓微生物在生物學(xué)的研究中發(fā)揮了強(qiáng)大的推動(dòng)作用，生物信息技術(shù)為生物學(xué)在世界中的發(fā)展進(jìn)程做出了巨大貢獻(xiàn)，讓生物學(xué)在世界生物領(lǐng)域中得到快速發(fā)展。

4 小結(jié)

生物學(xué)中微生物大數(shù)據(jù)的規(guī)模和計(jì)算程度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了專家們用腦力所能處理的范圍。因此信息技術(shù)在生物學(xué)中起到至關(guān)重要的作用。信息技術(shù)與微生物的研究是相輔相成，共同進(jìn)步的，可以說(shuō)微生物的研究離不開生物信息技術(shù)。生物信息學(xué)已成為整個(gè)微生物在生物學(xué)研究中發(fā)展的重要支持力量，并且生物信息技術(shù)不僅在微生物領(lǐng)域取得了巨大的成功，更為生物學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都做出了巨大貢獻(xiàn)，是微生物研究中必不可少的“功臣”。可以說(shuō)，生物信息技術(shù)與微生物研究相融合，才是生物學(xué)上發(fā)展的基礎(chǔ)，因此把生物信息技術(shù)運(yùn)用到微生物研究中是我國(guó)生物學(xué)中最有效的手段。

[1]任志芳.生物信息技術(shù)在微生物研究中的應(yīng)用[J].信息記錄材料,2018(09):65-66.

[2]徐啟翔,李濤.生物教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用[J].中小學(xué)電教:下,2018(3):57

[3]杜春梅,郭普宇,薛春梅.微生物培養(yǎng)箱溫濕度控制的信息技術(shù)管理應(yīng)用研究[J].中國(guó)管理信息化,2018(8):149-150.

劉睿鑫(1998- )，男，云南昆明人，彝族，本科，生物技術(shù)專業(yè)。

Q811.4

C

2095-1205(2019)07-41-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.07.24