Computational Methods in Genome Research

کاربرد روش‌های محاسباتی برای حل مسائل علمی و عملی در تحقیقات ژنوم، یک حوزه بین‌رشته‌ای جدید ایجاد کرد که از مرزهایی فراتر می‌رود که به‌طور سنتی ژنتیک، زیست‌شناسی، ریاضیات، فیزیک و علوم رایانه را جدا می‌کند. البته سال‌هاست که رایانه‌ها به طور فشرده در زمینه علوم زیستی، حتی قبل از شروع تحقیقات ژنوم، برای ذخیره و تجزیه و تحلیل توالی‌های DNA یا پروتئین‌ها، برای کاوش و مدل‌سازی ساختار سه‌بعدی، دینامیک و عملکرد مورد استفاده قرار گرفته‌اند. توسعه سریع فناوری‌های مولکولی و ژنتیکی جدید، همراه با اهداف بلندپروازانه برای کشف ساختار و عملکرد ژنوم ارگانیسم‌های بالاتر، نه تنها بدنه‌ای عظیم و در حال رشد را ایجاد کرده است. داده ها بلکه دسته جدیدی از سوالات علمی است. ماهیت و پیچیدگی این سؤالات، فراتر از ایجاد نوع جدیدی از اتحاد بین رشته های تجربی و نظری، به توسعه نسل های جدید هم در فناوری های نرم افزاری و هم سخت افزاری رایانه ای نیاز دارد. رویه های نظری جدید، همراه با امکانات محاسباتی قدرتمند، به طور قابل ملاحظه ای افق مشکلاتی را که تحقیقات ژنومی می تواند با موفقیت به آنها حمله کند، گسترش می دهد. بسیاری از ما هنوز احساس می‌کنیم که مدل‌های محاسباتی که یافته‌های تجربی در تحقیقات ژنوم را منطقی می‌کنند، وعده‌های خود را کندتر از حد مطلوب انجام می‌دهند. همچنین در مورد موقعیت واقعی "تحقیق ژنوم نظری" در شبکه رشته های معتبری که تلاش های آنها را در این زمینه ادغام می کنند، تردید وجود دارد.

The application of computational methods to solve scientific and pratical problems in genome research created a new interdisciplinary area that transcends boundaries traditionally separating genetics, biology, mathematics, physics, and computer science. Computers have been, of course, intensively used for many year~ in the field of life sciences, even before genome research started, to store and analyze DNA or proteins sequences, to explore and model the three-dimensional structure, the dynamics and the function of biopolymers, to compute genetic linkage or evolutionary processes etc. The rapid development of new molecular and genetic technologies, combined with ambitious goals to explore the structure and function of genomes of higher organisms, has generated, however, not only a huge and burgeoning body of data but also a new class of scientific questions. The nature and complexity of these questions will require, beyond establishing a new kind of alliance between experimental and theoretical disciplines, also the development of new generations both in computer software and hardware technologies, respectively. New theoretical procedures, combined with powerful computational facilities, will substantially extend the horizon of problems that genome research can ·attack with success. Many of us still feel that computational models rationalizing experimental findings in genome research fulfil their promises more slowly than desired. There also is an uncertainity concerning the real position of a 'theoretical genome research' in the network of established disciplines integrating their efforts in this field.