Pongor Sándor

Az adathalmoktól a rendezett információs hálózatokig - Bioinformatika és rendszerbiológia

A minket körülvevő és a bennünk lévő rendszerek - molekuláink, sejtjeink, baráti körünk, a társadalom, amelyben élünk - mind hálózatok. Hálózatba szervezett adatbázisokat használunk az ember öröklött információjának, a genomnak a megértésére is. Az előadás utazásra hív a bioinformatika világába, ahol az emberi gondolkodás és a számítógépek együtt próbálják megérteni a gének nyelvét.

I. Bevezetés
A mai biológia már nem leíró tudomány, a hangsúly egyre inkább az adatok értelmezésére helyeződik. Ebben nagy szerepe van a számban gyorsan növekvő génszerkezeti adatoknak, melyek értelmezésével a bioinformatika foglalkozik.

II. DNS, fehérjék, kölcsönhatások
Az adatok - például az óriásmolekulák szerkezete - csak számítógéppel kezelhetők. Ábrázolásukra nyelvi, térbeli és hálózati modelleket használunk.

III. Hogyan olvassuk el a géneket?
A feladat olyan, mint egy ismeretlen nyelven, ismeretlen írással írt felirat kibetűzése. Ismernünk kell az írás szerkezetét, fel kell ismernünk az azonos vagy hasonló szavakat, és végül ismernünk kell a mögöttes világ működési elvét is.

IV. Hasonlóság a molekulák világában
Az első kulcsfeladat a hasonló fehérjék osztályozása, majd felismerésük egy ismeretlen szekvenciában. A rendezett adatbázisok és hasonlóságkereső programok segítségével ez már sok esetben automatikusan elvégezhető.

V. Integrált adatbázisok
A gének, fehérjék osztályba sorolására ma száznál is több adatbázis áll rendelkezésre, amelyek akkor lesznek igazán hatásosak, ha közös rendszerbe szervezzük őket.

VI. Mit értünk el eddig?
Megszülettek egyrészt olyan integrált szolgáltatások, melyeken keresztül az élettudományok kutatói és gyakorló orvosok közvetlenül hozzáférnek a biológia új eredményeihez. De a genomkutatás eredményei nyomán átalakult a biológia alapszemlélete: a rendszerbiológiai megközelítés ma már a sokféle adat integrálására, az önszerveződő egységek leírására törekszik.

VII. Gyakorlati példák
Az integrált megközelítések alkalmazhatók például új gyógyszerhatóanyagok kifejlesztésénél. Itt a megfelelő célpont kiválasztásánál és a megfelelő hatóanyag kiválasztásánál is egyre fontosabb szerepet játszanak a számítógépes módszerek.

VIII. Összefoglalás
Tudományos ismereteinket eddig főként lineáris szövegek formájában tároltuk, könyvekben, enciklopédiákban és szakfolyóiratokban. A élettudományokban egyre inkább a naprakész, szervezett információs rendszerek veszik át ezt a szerepet.

Tovább