Bài giảng Tin sinh học đại cương - Chương 1: Giới thiệu về tin sinh học - Trần Văn Lăng

Nội dung text: Bài giảng Tin sinh học đại cương - Chương 1: Giới thiệu về tin sinh học - Trần Văn Lăng

1. • 1869: Friedrich Meischer, người Thụy Sĩ khám phá ra trong nhân tế bào chất có tính acid, Ông ta gọi đò là Nuclein hay Nucleic LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TIN SINH HỌC acid Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 41 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 42 • 1891: Albrecht Kossel, người Đức đã thủy phân • 1915: Hai cha con và xác định Nucleic acid nghiên cứu về tinh thể có đường, phosphate và học, cùng nhận giải 4 base hữu cơ, và có 2 Nobel Vật Lý 1915. loại là DNA và RNA • Họ có đóng góp trong • Nhận giải Nobel Sinh lý việc tạo ra X-rays năm 1910 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 43 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 44 11
2. (Nguồn: • 1930: Arne Wilhelm Kaurin Tiselius (Stockholm) sử dụng kỹ thuật điện di (electrophoresis) để đưa ra giải pháp phân tách protein trong luận án tiến sĩ "The moving-boundary method of studying the • Nhận giải Nobel electrophoresis of proteins" (published in về hóa học 1948 Nova Acta Regiae Societatis Scientiarum Upsaliensis, Ser. IV, Vol. 7, No. 4) Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 45 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 46 • 1951: Linus Carl Pauling và Robert Brainard Corey (US) đề nghị cấu trúc cho xoắn alpha (alpha-helix) và dãi beta (beta- sheet) trong Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 27: 205-211, 1951 và Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 37: 729-740, 1951. • Từ đó có “Pauling-Corey structure of DNA” Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 47 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 48 12
3. • 1952: Alexander R. Todd, nhà nghiên cứu sinh hóa người Scotland, tìm ra cấu trúc của đơn vị thành phần Nucleotide của Nucleic acid. • 1953: James Dewey Watson (US) và Francis • Nhận giải Nobel Hóa học Harry Compton Crick (UK) đề nghị mô hình 1957 xoắn kép của DNA Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 49 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 50 • Mô hình này có được • Watson, Crick, trên cơ sở hình chụp Wilkins nhận giải x-ray của DNA được Nobel Sinh lý nhận bởi Rosalind học năm 1962 Franklin và Maurice Wilkins (Nature, 171: 737-738, 1953). Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 51 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 52 13
4. • 1954: Perutz's group phát triển phương pháp nguyên tử nặng (heavy atom) để giải quyết • 1955: Frederick Sanger (UK) thông báo trình vấn đề nhiều giai đoạn trong việc mô tả hình tự protein đầu tiên được phân tích - bovine thể protein. insulin. • Nhận giải Nobel hóa học 1958, 1980 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 53 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 54 • 1958: (Tin học) Mạch tích hợp điện tử đầu tiên được xây dựng bởi Jack Kilby (US) • Nhận giải Nobel Vật lý năm 2000. • Cũng năm 1958, Tổ chức Advanced Research Projects Agency (ARPA) được thành lập ở US Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 55 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 56 14
5. • 1965: Margaret Belle (Oakley) Dayhoff (US) khởi động việc xây dựng tập bản đồ (atlas) của trình tự và cấu trúc protein. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 57 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 58 • 1969: Mạng ARPANET được tạo ra bằng cách nối các máy tính của Stanford • 1968: (Tin học) Giao thức mạng chuyển University, UCSB, The University of Utah và mạch gói (packet-switching network UCLA lại với nhau. protocols) được trình diễn bởi ARPA Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 59 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 60 15
6. • 1970: Chi tiết của thuật toán Needleman- • 1971: Raymond Samuel Tomlinson phát Wunsch về việc so sánh các trình tự được minh ra email, hiện thực đầu tiên trên mạng xuất bản. ARPANET. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 61 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 62 • Paul Berg nhận giải Nobel Hóa • 1972: Phân tử DNA tái tổ hợp (recombinant học 1980 DNA) đầu tiên được tạo ra bởi Paul Berg cùng với (US) và nhóm của ông ta Sanger và • Margaret Dayhoff xây dựng Protein Gilbert Sequence Database (PSD) Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 63 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 64 16
7. • 1973: Protein Data Bank ở Brookhaven National Laboratories được công bố (Acta. Cryst. B, 1973, 29: 1746). • 1973: Stanley Cohen phát minh ra việc nhân bản DNA. Nhận giải Nobel Y khoa 1986 • Stanley Cohen • 1973: Robert Melancton Metcalfe (US) đưa nhận giải Nobel Y ra Ethernet trong luận án tiến sĩ của mình. học 1986 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 65 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 66 • 1975: Microsoft Corporation được thành lập bởi Bill Gates và Paul Allen. • 1974: Vint Cerf và Robert Kahn phát triển khái niệm • 1975: E. M. Southern công bố phương pháp kết nối mạng các máy tính để phát hiện của một chuỗi DNA cụ thể trong thành "internet”; đồng thời các mẫu DNA gọi là Southern Blot (J. Mol. phát triển giao thức TCP Biol., 98: 503-517, 1975). Transmission Control Protocol TCP). Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 67 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 68 17
8. • 1981: Thuật toán Smith-Waterman về việc bắt cặp trình tự (sequence alignment) được công bố • 1980: Trình tự gene đầy đủ đầu tiên của một sinh vật (Bacteriophage FX174) được công • 1981: IBM giới thiệu máy tính cá nhân bố; nó bao gồm 5.386 cặp base trong đó có (Personal Computer) ra thị trường 9 mã protein. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 69 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 70 • 1983: Phản ứng PCR (Polymerase Chain Reaction) được mô tả bởi Kary Banks Mullis (US, nhận giải Nobel Hóa học 1993) và đồng nghiệp. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 71 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 72 18
9. • 1984: Hãng Apple công bố máy tính • 1985: Thuật toán FASTP được công bố bởi Macintosh Lipman và Pearson • National Center for Biotechnology Information (NCBI) được thành lập. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 73 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 74 • 1986: Thuật ngữ "Genomics" xuất hiện lần đầu tiên để mô tả các nguyên tắc khoa học của việc sắp xếp (mapping), phân tích trình tự gene. Thuật ngữ này được đặt ra bởi Thomas Roderick thông qua tên của một tạp chí • Cơ sở dữ liệu SWISS-PROT được tạo bởi • 1987: Perl (Practical Extraction Report Department of Medical Biochemistry, Language) được đưa ra bởi Larry Wall University of Geneva và European Molecular Biology Laboratory (EMBL). Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 75 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 76 19
10. • 1988: Bản đồ vật lý của E.coli được công bố • Sáng kiến về dự án gene người được khởi • 1990: Chương trình BLAST program động (Altschul, et al.) được hiện thực • Thuật toán FASTA để so sánh trình tự được • Đặc tả HTTP 1.0 được công bố. Tim công bố bởi Pearson và Lipman. Berners-Lee công bố văn bản HTML đầu • Des Higgins, Paul Sharpe thông báo phát tiên. triển phần mềm CLUSTAL Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 77 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 78 • 1991: CERN thông báo tạo ra giao thức để • 1992: Human Genome Systems được hình hiện thực World Wide Web. thành bởi William Haseline. • Linus Torvalds công bố về hệ điều hành • The Institute for Genome Research (TIGR) giống như Unix, sau này có tên gọi là Linux. được thành lập bởi Craig Venter ở Rockville. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 79 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 80 20
11. • 1995: Sun Microsystems đưa ra version 1.0 • 1994: The PRINTS của ngôn ngữ Java. Sun và Netscape đưa ra database of protein version 1.0 của JavaScript motifs được công bố bởi Attwood và Beck • Haemophilus influenzea và Mycoplasma genitalium genome được giải trình tự Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 81 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 82 • 1997: The genome for E. • 1996: Affymetrix là chip coli (4.7 Mbp) được công DNA thương mại đầu tiên. bố. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 83 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 84 21
12. • 1998: The Swiss Institute of Bioinformatics • 2001: The human được thành lập như một tổ chức phi lợi genome (3.000 Mbp) nhuận. được công bố. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 85 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 86 • Khám phá cơ chế điều hòa hệ thống vận chuyển trong tế bào. • Qua đó giải mã được những bí ẩn về cách thức các tế bào tổ chức hệ thống vận chuyển Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 87 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 88 22
13. • Các tín hiệu hóa học được gọi là tín hiệu dẫn truyền thần kinh được gửi từ một tế bào thần • Giải Nobel năm 2013 ba nhà khoa học đã kinh này đến tế bào thần kinh khác. giải mã được bí ẩn về cách thức các tế bào tổ chức hệ thống vận chuyển của nó. • Các phân tử này được vận chuyển xung quanh tế bào trong các gói nhỏ được gọi là • Mỗi tế bào là một nhà máy sản xuất và xuất túi. Họ đã phát hiện ra các nguyên lý phân tử khẩu sản phẩm là các phân tử. quản lý cách thức vận chuyển hàng hóa đến • Chẳng hạn, insulin được sản xuất và xuất đúng nơi và đúng lúc trong tế bào vào máu [ icine/laureates/2013/press.html] Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 89 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 90 Nobel Y Sinh 2014 Nobel 2015 • Không có gì đặc sắc cho giải Nobel sinh lý học năm 2015. Giải này trao cho ba nhà khoa học: – Ông William C. Campbell (Đại học Drew, New Jersey, Mỹ), • Khám phá ra khả nẳng tế bào tạo thành một – Ông Satoshi Omura (Đại học Kitasato, Tokyo, hệ thống định vị trong não. Nhật Bản) • Từ đó giải mã khả năng định hướng trong – Bà Tu Youyou (Học viện Y học cổ truyền Trung không gian của động vật và và con người. Quốc) • Về bệnh sốt rét và mù vĩnh viễn. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 91 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 92 23
14. • Trong khi đó giải Nobel về Hóa học có giá trị về Sinh học rất cao Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 93 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 94 • Ba nhà khoa học (Omas Lindahl - Thụy Điển, Paul Modrich - Mỹ và Aziz Sancar - • Viện HK Khoa học Thụy Điển công bố: Thổ Nhĩ Kỳ) được trao giải cho công trình “Nghiên cứu này giúp cung cấp những tri nghiên cứu về cơ chế sửa chữa DNA trong tế thức vô cùng quan trọng về chức năng của tế bào, nhằm ngăn chặn những lỗi bất thường bào, đồng thời mở ra những phương pháp xảy ra đối với thông tin di truyền (genetic mới trong điều trị ung thư” information). Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 95 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 96 24
15. Như chúng ta biết • Một đoạn thang xoắn của DNA được tách ra, một RNA thông tin (mRNA - một đoạn thang • Một trong những chức năng quan trọng của đơn đặc biệt) tiếp hợp với đoạn vừa tách ra DNA đó là lưu trữ các bản thiết kế từ đó giúp này để copy “bản thiết kế” rồi đi ra khỏi nhân các tế bào tạo ra vô vàn protein trong cơ thể tế bào của một sinh linh. • Từ đó mang tới nơi sản xuất Protein – đó là các Riboxom không nằm trong nhân. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 97 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 98 • Như vậy DNA là “bản thiết kế gốc” được lưu trữ trong mỗi tế bào chuyên biệt • Đồng thời, có một chương trình để kiểm soát và sửa chữa kịp thời các sai sót trong quá trình nhân bản và hoạt động tạo ra sự sống (protein) sử dụng “bản thiết kế gốc” này MỘT SỐ KẾT QUẢ GẦN ĐÂY Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 99 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 100 25
16. 3/2013 • Tạo ra phôi người: – Lấy các tế bào da trên cơ thể – Shoukhrat Mitalipov, một nhà nghiên cứu của một em bé 8 tháng tuổi rồi đặt Oregon Health & Science University, tại Mỹ, nhân của tế bào này vào bên cùng các đồng nghiệp đã áp dụng kỹ thuật nhân trong trứng (của phụ nữ tình bản vô tính để tạo ra phôi thai người. nguyện cung cấp) mà họ đã bỏ nhân. – Sau đó dùng điện để kích thích trứng phát triển thành phôi thai. – Từ đó tế bào gốc được chiết xuất ra Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 101 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 102 • Nhóm này đã lấy tế bào gốc trên phôi thai và • Giới khoa học lấy tế bào gốc, hay tế bào kiểm tra. mầm từ phôi thai người. Tuy nhiên, một bộ • Mitalipov thông báo: kết quả cho thấy những phận học giả và dư luận phản đối việc khai tế bào gốc đó có thể biến thành mọi loại tế thác tế bào gốc từ phôi thai vì cho rằng đó là bào như tế bào thần kinh, tế bào gan và tế hành động vô đạo đức. bào tim. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 103 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 104 26
17. • Vì thế, trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã cố gắng tìm kiếm những giải pháp để tạo ra nguồn cung cấp tế bào mầm khác để thay thế phôi thai. – Kết quả của nhóm ở Đại học Y tế và Khoa học Oregon có giá trị do cách tiếp cận này Shinya Yamanaka và John Gurdon đoạt giải Nobel Y học 2012 khám phá sự tái lập trình của tế bào (tái tạo) để trở thành đa năng Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 105 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 106 18/6/2013 • Tiến sĩ Tak Mak, Canada cho biết nhóm nghiên cứu • Thuốc này có tác dụng gây ức chế PLK4, của ông (tại Princess một loại enzyme có vai trò quan trọng trong Margaret Cancer Centre) việc phân chia tế bào, đặc biệt là các tế bào phát triển thuốc CFI- ung thư. 400.945 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 107 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 108 27
18. 28/6/2013 • Kỹ thuật: lấy máu từ đuôi một con chuột rồi • Nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Riken phân lập bạch huyết cầu, sau đó chuyển BioResource, TP Tsukuba, tỉnh Ibaraki, Nhật nhân của bạch huyết cầu sang một tế bào Bản dẫn đầu bởi nhà khoa học Atsuo Ogura. trứng mà họ đã bỏ nhân. Đã dùng một tế bào máu Tế bào trứng phát triển trong hệ tuần hoàn của một thành một con chuột chú chuột để tạo ra bản sao cái. Con chuột này sinh của chính nó. trưởng bình thường và đẻ một số con. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 109 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 110 12/9/2013 • Một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản thuộc Viện nghiên cứu Riken, Viện nghiên cứu Y Sinh và Bệnh viện Sáng tạo ở Kobe đã cấy • Tế bào gốc đa năng (iPS), một dạng tế bào ghép thành công tế bào võng mạc được phát gốc do GS. Shinya Yamanaka phát triển, có triển từ các tế bào gốc đa năng cho một phụ thể sinh trưởng để thành các mô khác nhau nữ khoảng 70 tuổi trên cơ thể người • Đây là lần đầu tiên các tế bào gốc đa năng được đưa vào cơ thể người thông qua phẫu thuật. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 111 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 112 28
19. 21/9/2015 • Người ta đặt tên là Bacillius F; qua phân • Các nhà khoa học người Nga đã phát hiện tích, phát hiện ra vi khuẩn này không những loài vi khuẩn đang sống khỏe mạnh trong sống lâu mà còn có thể được dùng để kéo tầng băng vĩnh cửu tại nước Cộng hòa dài sự sống của những loài khác. Sakha, vùng Siberia của Nga cách đây 3,5 triệu năm. • Một vấn đề đặt ra là liệu loài vi khuẩn này là chìa khóa kéo dài sự sống của con người. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 113 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 114 • Họ đã cấy vào một số cơ quan của chuột, • Bacillus F đã kích thích sự phát triển và hoạt ruồi giấm và cây trồng. động của hệ miễn dịch. Thử nghiệm trên tế – Kết quả vi khuẩn đã tăng cường và thúc đẩy sự bào hồng cầu và bạch cầu người cũng cho phát triển của hệ miễn dịch ở các cơ quan đó. kết quả rất khả quan. • Họ vẫn chưa biết chính xác cơ chế hoạt động • Các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu nhằm của nó mặc dù biết được sự tác động. xác định chính xác gene nào quy định khả – Từ đó họ cho rằng, có thể tồn tại những thứ bất năng kỳ diệu nói trên của Bacillus F. Đây tử ở đâu đó; chúng không thể chết và có thể tự không phải là điều đơn giản, mà phức tạp bảo vệ mình trước mọi thứ. giống như chữa bệnh ung thư vậy. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 115 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 116 29
20. 1.2. Định nghĩa tin sinh học • Lĩnh vực khoa học kết hợp giữa sinh học (sinh học phân tử) và tin học. • Sử dụng máy tính và tư duy thuật toán để phân tích, rút trích thông tin và quản lý các dữ liệu liên quan đến sinh học phân tử. • Nói cách khác, giải quyết các bài toán nảy ĐỊNH NGHĨA TIN SINH HỌC sinh từ sinh học phân tử sử dụng phương pháp luận của tin học. Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 117 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 118 • Một số thuật ngữ sử dụng mang ý nghĩa • Đôi khi người ta dùng “Sinh học tính toán” chung như: (Computational Biology) trong trường hợp – bioinformatics muốn sử dụng các công cụ toán học, tin học – computational biology để trích rút các thông tin hữu ích từ những dữ – computational molecular biology liệu hỗn độn. – biocomputing Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 119 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 120 30
21. • Chẳng hạn, – khai phá dữ liệu, – lắp ráp (assembly) những trình tự DNA chất lượng cao từ các đoạn DNA ngắn thu nhận từ kỹ thuật xác định trình tự DNA (shotgun sequencing) – dự đoán quy luật điều hòa gen (gene regulation) với dữ liệu từ các mRNA, microarray hay khối SỰ CẦN THIẾT phổ (mass spectrometry) Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 121 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 122 1.3 Sự cần thiết Một số ngân hàng dữ liệu • GenBank • EMBL (European Molecular Bioinformatic • Phát triển các cơ sở dữ liệu về thông tin sinh Laboratory) học là một nhiệm vụ quan trọng, để có được • Swissprot một kho lưu trữ lớn. • PDB (Protein Databank) • Nhiều cơ sở dữ liệu sinh học lớn trên thế giới đã hình thành và phát triển. • SCOP (Strutural Classification Of Proteins Database) • PRINTS (Protein Motif fingerprint database) Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 123 Assoc. Prof. Tran Van Lang, PhD, VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 124 31