بیوانفورماتیک
بیوانفورماتیک یک رشته میان رشته‌‌‌ای است که روش‌های ذخیره سازی، بازیابی، سازماندهی و تجزیه و تحلیل داده‌های بیولوژیکی را توسعه داده و بهبود می‌بخشد. عمده فعالیت در زیست فناوری اطلاعات توسعه ابزارهای نرم افزاری برای تولید دانش بیولوژیکی مفید است.
بیوانفورماتیک به بخش مهمی‌از بسیاری از زمینه‌های زیست شناسی تبدیل شده است. در زیست شناسی مولکولی تجربی، تکنیک‌های بیوانفورماتیک مانند پردازش تصویر و سیگنال امکان استخراج نتایج مفید از مقادیر زیادی از داده‌های خام را فراهم می‌کنند. در زمینه ژنتیک و ژنومیک، به ترتیب و توجیه ژنوم و جهش‌های مشاهده شده آنها کمک می‌کند. این نقش در استخراج متنی ادبیات بیولوژیکی و توسعه هستی شناسی‌های بیولوژیکی و ژنی برای سازماندهی و جستجوی داده‌های بیولوژیکی ایفا می‌کند. این ماده در تحلیل ژن و بیان پروتئین و تنظیم آن نقش دارد. ابزارهای بیوانفورماتیک در مقایسه داده‌های ژنتیکی و ژنومی‌و به طور کلی در درک جنبه‌های تکاملی زیست شناسی مولکولی کمک می‌کنند. در سطح یکپارچه تر، به تجزیه و تحلیل و فهرست بندی مسیرهای بیولوژیکی و شبکه‌هایی که بخش مهمی‌از زیست شناسی سیستم‌ها هستند کمک می‌کند. در زیست شناسی ساختاری، در شبیه سازی و مدل سازی ساختارهای DNA ، RNA و پروتئین و همچنین فعل و انفعالات مولکولی کمک می‌کند. محققان وابسته به برنامه ما تحقیقاتی در زمینه زیست شناسی سیستم، ژنومیک و پروتئومیکس انجام می‌دهند.
زیست شناسی سیستم‌ها
زیست شناسی سیستم یک رویکرد نوظهور است که برای تحقیقات علمی‌زیست پزشکی و بیولوژیکی کاربرد دارد. زیست شناسی سیستم‌ها یک حوزه مطالعاتی بین رشته‌‌‌ای مبتنی بر زیست شناسی است که با استفاده از یک دیدگاه جامع تر (کل نگر به جای روش کاهشی سنتی تر) به تحقیقات بیولوژیکی و زیست پزشکی متمرکز بر تعامل‌های پیچیده در سیستم‌های بیولوژیکی است. به ویژه از سال 2000 به بعد، این مفهوم در زمینه‌های مختلف به طور گسترده در علوم زیست مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از اهداف توسعه بیولوژی سیستم‌ها مدل سازی و کشف ویژگی‌های ظهوری، ویژگی‌های سلول‌ها، بافت‌ها و ارگانیسم‌ها به عنوان سیستمی‌است که توصیف نظری آن تنها با استفاده از فنونی که تحت نظر زیست شناسی سیستم‌ها باشد، امکان پذیر است.
ژنومیکس
ژنومیکس یک رشته در ژنتیک است که از DNA نوترکیب، روش‌های تعیین توالی DNA و بیوانفورماتیک برای دنباله، مونتاژ و تجزیه و تحلیل عملکرد و ساختار ژنوم‌ها (مجموعه کامل DNA در یک سلول واحد یک ارگانیسم) استفاده می‌کند. این زمینه شامل تلاشهایی برای تعیین کل دنباله DNA موجودات زنده و نقشه برداری ژنتیکی در مقیاس خوب است. این زمینه همچنین شامل مطالعات پدیده‌های درون زای مانند هتروزیس، اپیستازیس، پلوتروپی و سایر فعل و انفعالات بین لک‌ها و آللها در ژنوم است. در مقابل، بررسی نقشها و عملکردهای ژنهای واحد، تمرکز اصلی زیست شناسی مولکولی یا ژنتیک است و موضوع مشترک تحقیقات پزشکی و بیولوژیکی مدرن است. تحقیقات در مورد ژنهای واحد در تعریف ژنومیک نمی‌گنجد، مگر آنکه هدف از این ژنتیک، مسیر و تجزیه و تحلیل اطلاعات عملکردی، روشن شدن تأثیر آن بر، مکان و پاسخ به کل شبکه‌های ژنوم باشد.
متاژنومیکس
متاژنومیکس مطالعه ژنوم‌ها است، مواد ژنتیکی که به طور مستقیم از نمونه‌های محیطی بازیابی می‌شوند. از این زمینه گسترده می‌توان به عنوان ژنومیک محیطی، اکوژنومیک یا ژنومیک جامعه نیز نام برد. در حالی که میکروبیولوژی سنتی و توالی ژنوم میکروبی و ژنومی‌متکی به فرهنگ کلونال کشت هستند، توالی ژن ژنتیکی اولیه ژنهای خاص کلون (اغلب ژن 16S rRNA) را کلون می‌کند تا مشخصات نمونه‌‌‌ای از تنوع را در یک نمونه طبیعی تولید کند. این کار نشان داد که اکثریت قریب به اتفاق تنوع زیستی میکروبی با روش‌های مبتنی بر کشت از دست رفته است. مطالعات اخیر از "تفنگ ساچمه ای" توالی Sanger یا انعقاد انقباض موازی به طور موازی برای بدست آوردن نمونه‌های عمدتاً غیرمستقیم از همه ژنها از همه اعضای جوامع نمونه استفاده می‌کند. به دلیل توانایی آن در آشکار سازی تنوع زندگی میکروسکوپی که قبلاً پنهان شده است، متاژنومیک لنز قدرتمندی را برای مشاهده دنیای میکروبی فراهم می‌کند که پتانسیل انقلابی در درک کل جهان زندگی دارد.
ژنومیک جمعیت
ژنومیک جمعیت مطالعه توزیع و تغییر فرکانس آللی تحت تأثیر چهار فرآیند اصلی تکاملی است: انتخاب طبیعی، رانش ژنتیکی، جهش و جریان ژن در سطح ژنومی. همچنین عوامل نوترکیبی، تقسیم جمعیت و ساختار جمعیت را در نظر می‌گیرد. تلاش می‌شود پدیده‌هایی مانند سازگاری و ذهنی را توضیح دهد.
پروتئومیکس
پروتئین، مطالعه در مقیاس بزرگ پروتئین‌ها، به ویژه ساختارها و عملکرد آنها است. پروتئین‌ها بخش‌های حیاتی موجودات زنده هستند، زیرا آنها مؤلفه‌های اصلی مسیرهای متابولیکی فیزیولوژیکی سلول‌ها هستند. پروتئومیکس، که بر اساس تحقیق و توسعه پروژه ژنوم انسانی شکل گرفته است، همچنین یک تحقیق علمی‌نوظهور است که شامل اکتشاف پروتئوم از سطح کلی ترکیب پروتئین داخل سلولی، ساختار و الگوهای فعالیت منحصر به فرد خود است. این یک عنصر مهم ژنومیک عملکردی است.
منبع:
دانشگاه ایالتی سن دیه گو