Биоинформатик – это специалист, который обрабатывает и анализирует данные, полученные в ходе научных экспериментов в области биологии и генетики. Используя знания из биологии, химии, физики, математики и информатики, такой профессионал помогает решать задачи биотехнологам, генетическим консультантам, медикам и фармакологам. А еще занимается важнейшими исследованиями – человеческого генома и ДНК.
Как возникла эта профессия?
Биоинформатика – наука об информации, содержащейся в наших клетках. Ты, наверное, знаешь, что самые главные данные о нас и наших телах хранятся в особых клетках – генах. Именно гены прежде всего привлекают внимание биоинформатиков. В 2003 году ученые всей земли совершили грандиозный прорыв – сумели в частично «прочитать» геном человека, то есть записать последовательность, в которой расположены порядка 3 миллиардов пар особых клеток – нуклеотидов. В этих частицах зашифрована вся информация о том, почему мы болеем, как мы стареем и вообще вся «родословная» человечества и история его развития с древнейших времен.
Колоссальное количество данных, полученных биологами и генетиками, может принести неоценимую пользу человеку – в лечении и предотвращении многих заболеваний, в замедлении старения, в создании более чистой окружающей среды, в улучшении качества пищи и вообще нашей жизни на Земле. Но чтобы использовать эти данные для этих благих целей, необходимо их сначала собрать, обработать, систематизировать и проанализировать. Да, ученые «прочитали» геном человека, но это не значит, что они его поняли. Это можно сравнить с расшифровкой хеттских иероглифов (народ древнего мира, живший в I тысячелетии до н.э. в Малой Азии, теперь там территория Турции): ученые смогли узнать, как звучат эти знаки, но постичь их смысл удалось гораздо позже.
Представь только – став биоинформатиком, ты сможешь анализировать многочисленные секреты генома, которые пока еще не раскрыты. Возможно, именно твой кропотливый труд позволит узнать, что нам хочет «рассказать» тот или иной нуклеотид или к чему приводит мутация (изменение) одного из них. Чтобы заставить генетику работать на пользу человеку, нужно собрать и обработать геномы сотен тысяч людей и понять, какое влияние они оказывают на наше развитие, от рождения до пожилого возраста.
Давай посмотрим, что входит в сферу научных интересов биоинформатика.
Над какими задачами может работать ученый-биоинформатик?
Секвенирование генома и анализ данных
Собственно, сбор и анализ информации о свойствах живых организмов и называется секвенированием, когда ученый выстраивает последовательность молекул ДНК и РНК в геноме и выясняет, какой ген за какой признак или свойство отвечает. Это очень кропотливый и длительный процесс, требующий усидчивости и терпения. Данные, получаемые из лабораторий, ничуть не меньше «больших данных» в любой другой сфере. Зато какие открытия в итоге ты сможешь подарить человечеству!
Наследственные заболевания
Первые, кто получает обработанные биоинформатиком, данные – это медики. Каждая болезнь, которая развивается у человека в течение жизни, возникает не просто так: скорее всего, ее вам передали по наследству какие-то гены родителей или их предшественников. Чем больше научных данных и выводов по таким заболеваниям – тем легче врачам лечить их, а фармакологам – разрабатывать новейшие лекарственные препараты.
Долголетие
Одна из самых важных задач биоинформатиков – узнать секрет долголетия. Для этого нужно получить генетические данные нескольких десятков тысяч долгожителей и исследовать их. Цель такого анализа – выявить геном «абсолютно здорового» человека, организм которого успешно сопротивляется заболеваниям и действительно, словно в сказке, живет «долго и счастливо».
Эволюционная генетика
Биоинформатик может также изучать геномы не только людей, но и животных, насекомых и бактерий. Сравнивая гены разных видов живых существ между собой, ученые исследуют эволюции и пытаются проследить, как из первичных микроорганизмов получился человек.
