بیوانفورماتیک چیست؟

🧬مبحث: بیوتکنولوژی

💻مدرسه تکمیلی: مدرسه مقدماتی و پیشرفته بیوتکنولوژی

🖊شماره مقاله: 24

در چهارمین انقلاب صنعتی دنیا چه می‌گذرد؟

به گزارش مجمع جهانی اقتصاد انقلاب صنعتی در سال 2020، حدود 133 میلیون نقش شغلی جدید ایجاد و 75 میلیون شغل ناپدید خواهد شد! این فرصت‌های شغلی جدید از آن کسانی است که در تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ، هوش مصنوعی و ابر داده‌ها حرف اول را بزنند.

بیوانفورماتیک نیز به عنوان یک علم میان‌رشته‌ای که پیوندی بین بیوتکنولوژی و هوش مصنوعی برقرار می‌کند، سردمدار شغل‌های انقلاب صنعتی چهارم است. این علم مربوط به جریان اطلاعات در سیستم‌های بیولوژیکی و استفاده از روش‌های محاسباتی در ژنتیک است.

اگر چشم‌انداز شما در آینده مهاجرت به خارج از کشور است یا عاشق یادگیری ترندهای رشته‌ی خود هستید، یادگیری بیوانفورماتیک به عنوان یک علم میان‌رشته‌ای و ترند روز دنیا از نان شب بر شما واجب‌تر است.

برای همین در این مقاله در کنار هم می‌آموزیم که:

⁉️ بیوانفورماتیک چیست؟

⁉️ داستان بیوانفورماتیک از کجا آغاز شد؟

⁉️ بیوانفورماتیک شغلی برای همه یا هیچ کس؟

⁉️ بیوانفورماتیک چه چالش‌ها و فرصت‌هایی دارد؟

⁉️ در بازار بیوانفورماتیک چه می‌گذرد؟

⁉️ بیوانفورماتیک چه کاربردهایی دارد؟

امیدوارم از خواندن این مقاله لذت ببرید. 😊

پیشرفت در علم ژنتیک توسط پروژه ژنوم انسان و پروژه‌های تعیین توالی در موجودات دیگر منبعی غنی از داده را تولید کرده است که برای تجزیه و تحلیل و تفسیر این داده‌ها توسط دانش در حال تکامل بیوانفورماتیک مدیریت می‌شود.

بیوانفورماتیک تلفیقی از چهار علم زیست‌شناسی، ریاضیات، فیزیک و زیست‌شناسی است که برای محاسبه، تجزیه و تحلیل و تفسیر داده‌های بیولوژیکی از آن استفاده می‌شود.

داستان بیوانفورماتیک از کجا آغاز شد؟

برای دانشجویان و محققان امروزی آسان است که به بیوانفورماتیک به چشم یک علم مدرن برای تجزیه و تحلیل داده‌ها نگاه ‌کنند. اما شاید باور این موضوع سخت باشد که بیوانفورماتیک چندان علم مدرنی نیست! زمانی که رایانه‌های رومیزی هنوز به عنوان یک فرضیه بودند و توالی‌یابی DNA هنوز باب نشده بود، پایه‌های بیوانفورماتیک شکل گرفت.

آیا شما نیز علاقه‌مند به شنیدن سیر داستانی بیوانفورماتیک از 50 سال پیش تا پیشرفت‌های اخیر آن به کمک BIG DATA هستید؟

این تاریخچه‌ی جذاب را به راحتی از دست ندهید:

بیوانفورماتیک شغلی برای همه یا هیچ کس؟

کافی است یک سرچ ساده با کلمه کلیدی مشاغل بیوانفورماتیک داشته باشید تا در طیف گسترده‌ای از مدارک مرتبط با این رشته غرق شوید!

بیوانفورماتیک
مهندسی زیستی
علوم محاسباتی
مهندسی نرم افزار
یادگیری ماشین
ریاضیات
آمار
زیست مولکولی
بیوشیمی
علوم کامپیوتر
آمار زیستی
مهندسی پزشکی
مهندسی
زیست شناسی
سیستم های اطلاعاتی
ژنومیک
زیست شناسی محاسباتی

این لیست بلند بالا بر ماهیت میان‌رشته‌ای بیوانفورماتیک تاکید دارد و البته این واقعیت را نشان می‌دهد که هیچ شخص واحدی وجود ندارد که بتواند در تمام دامنه‌های آن متخصص باشد.

در واقع مجموعه مهارت‌های مورد نیاز برای علاقه‌مندان بیوانفورماتیک‌ ، دائما در حال تغییر است و به عنوان یک دانشمند بیوانفورماتیک نیاز است به یادگیری مادام العمر بیوانفورماتیک توجه داشته باشید.

برای تلطیف فضا هم که شده بیایید گذری به یک دیالوگ زیبا از فیلم آلیس در سرزمین عجایب که به یادگیری مادام‌ العمر اشاره می‌کند، بزنیم!

برای اینکه جایگاهتان را حفظ کنید، نیاز است در طول مسیر در حال دوندگی باشید.

“ملکه سرخ، آلیس در سرزمین عجایب”

برای مطالعه‌ی بیشتر در خصوص آینده‌ی بیوانفورماتیک این مقاله را از دست ندهید.

بین رشته‌ای بودن بیوانفورماتیک، تهدید جدی یا فرصت طلایی؟

کافی است به رشته‌ی بیوانفورماتیک علاقه داشته باشید و خیالتان راحت باشد که با هر مهارت و تخصصی که دارید می‌توانید در این عرصه تاثیرگذار باشید. با این حال چشم‌انداز و شرایط اشتغال در این رشته به سرعت در حال تغییر است و نیاز است که با آخرین‌های علوم آزمایشگاهی و فناوری به خوبی آشنا باشید.

بنابراین بیوانفورماتیک یک فرصت طلایی است که اگر در پیشروی در آن سهل‌انگاری به خرج دهید به یک تهدید تبدیل می‌شود.

برای اینکه با سایر فرصت‌ها و تهدیدهای رشته‌ی بیوانفورماتیک آشنا شوید، این مقاله از researchgate را مطالعه کنید.

در بازار بیوانفورماتیک چه می‌گذرد؟

رشد بازار بیوانفورماتیک

پیش‌بینی شده است که بازار جهانی بیوانفورماتیک تا سال 2023 به 13.5 میلیارد دلار برسد رشدی 14.5 درصدی را در این رشته داشته باشیم.

رشد بالای بازار بیوانفورماتیک ناشی از تقاضای روزافزون برای اسید نوکلئیک و تعیین توالی پروتئین و افزایش استفاده از بیوانفورماتیک در کشف دارو است.

برای مطالعه‌ی تاثیر بیوانفورماتیک در کشف و توسعه‌ی دارو این مقاله از NCBI را مطالعه کنید.

تاپ‌ترین شرکت‌های داروسازی در بیوانفورماتیک

با این حال عواملی مانند کمبود نیروهای ماهر برای استفاده مناسب از ابزارهای بیوانفورماتیک مانع رشد بازار می شوند.

بیوتکنولوژی پزشکی بخشی از این بازار بیوانفورماتیک است که پیش‌بینی شده در بالاترین CAGR رشد کند. شرکت‌های دارویی از ابزارهای بیوانفورماتیک برای کاهش هزینه و زمان کشف دارو و در نهایت تولید دارو مقرون به صرفه استفاده می‌کنند.

شرکت‌های داروسازی از تلفیق هوش مصنوعی و بیوانفورماتیک برای شناسایی اهداف دارویی استفاده می‌کنند. از جمله سردمداران این حوزه می‌توان به شرکت‌های زیر اشاره کرد:

مرک با همکاری Numerate
Celgene با همکاری GNS Healthcare
GSK با همکاری Exscientia
Pfizer با همکاری IBM Watson

بیوانفورماتیک در بخش تشخیص بالینی نیز با مطالعات پروتئومیکس، متابولومیک، متاژنومیک، اپی ژنتیک و ترانس کریپتومیکس در تجزیه و تحلیل ژنوم انسان برای تشخیص بیماری نقش دارد.

داده‌های جمع‌آوری شده از طریق این مطالعات به توسعه روش‌های بیوانفورماتیک برای تحقیقات بالینی و ساخت پایگاه‌های اطلاعاتی انسان کمک می‌کند. سپس از این اطلاعات برای رویکردهای محاسباتی درک اطلاعات در مورد منشا، تکامل، پیشرفت و درمان بیماری‌ها، برای پیشرفت پزشکی شخصی استفاده می‌شود.

بازار بیوانفورماتیک در آسیا

افزایش هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی، نوسازی زیرساخت‌های مراقبت‌های بهداشتی و افزایش نفوذ تحقیقات پیشرفته و فناوری‌های آزمایشگاهی بالینی از جمله بیوانفورماتیک در کشورهای آسیا و اقیانوسیه باعث شده فرصت رشد قابل توجهی برای شرکت‌های بیوانفورماتیک فعال در این منطقه وجود داشته باشد.

سرمایه‌گذاری غول‌های فناوری اطلاعات در توسعه راه‌حل‌های بیوانفورماتیک

بیل گیتس بنیان‌گذار مایکروسافت و جف بزوس بنیان‌گذار آمازون تمرکز خود را بر روی بیوانفورماتیک در بخش مراقبت‌های بهداشتی آغاز کرده‌اند و تا کنون میلیون‌ها دلار بر روی آن سرمایه‌گذاری انجام داده‌اند.

یکی دیگر از غول های فناوری اطلاعات، IBM را معرفی کرده است که یک پایگاه‌ الکترونیکی پزشکی است که با جست‌وجوی توالی ژنومی خاص اطلاعات جمع‌آوری می‌کند.

بیوانفورماتیک چه کاربردهایی دارد؟

از کاربردهای بیوانفورماتیک در زمینه بیوتکنولوژی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

شناسایی خودکار توالی ژنوم
شناسایی ژن
پیش‌بینی عملکرد ژن
پیش‌بینی ساختار پروتئین
فیلوژنی
طراحی و توسعه دارو
شناسایی ارگانیسم‌ها
طراحی واکسن
درک پیچیدگی ژن و ژنوم
درک ساختار پروتئین
تسریع پروژه‎‌های نقشه‌برداری ژنوم انسان و سایر ارگانیسم‌ها

در ادامه سعی کردیم نقش بیوانفورماتیک در زمینه‌های مختلف بیوتکنولوژی را مورد بررسی قرار دهیم:

ژنومیک

به مطالعه‌ی ژن‎ها و بیان آن‌ها ژنومیک گفته می‌شود. بیوانفورماتیک برای مدیریت داده‌های عظیم ژنومیک، به خصوص ژنومیک ساختاری، ژنومیک تغذیه‌ای و ژنومیک عملکردی نقش حیاتی دارد.