中图分类号:G622 文献标识码:A
2l世纪是生命科学的世纪,人类及模式生物基因组计划的全方位推行,使分子 生物 学数据 以爆炸性速度增长。面对基因组学、蛋白质组学、基因芯片、分子进化等很多的生物信息,在计算机科学、互联网技术与生物剖析技术的相互用途和渗透下,诞生了一门崭新的学科――生物信息学 (Bioinforma-tics)。目前,生物信息学教学还处于起步阶段,对于生物信息学实践课还没健全的教学模式和有效的教学办法,怎么样在医学院校进行生物信息学实践课教学还有待进一步探索。
1医学生物信息学的主要研究内容
1.1 疾病基因的发现与鉴别
据有关研究表明,约有6000种以上的人类疾患与特异基因的改变有关,这类重点性基因或其产物的结构功能异常,可以直接或间接地致使疾病的发生。现在,用基因组信息学的办法通过超大规模计算是发现新基因的要紧方法。比如:通过构建肿瘤 cDNA文库,大家可以揭示肿瘤发生的分子水平变化,探寻靶基因。
1.2药物设计与新药研发
生物信息技术为药物研究、设计提供了崭新的研究思路和方法。生物信息药物设计常见的办法有:(1)三维结构搜寻,探寻符合特定性质和三维结构的分子,从而发现适合的药物分子。(2)分子对接,打造很多化合物的三维结构数据库,依次搜索小分子配体使其与受体 的活性位点结合,通过优化使得配体与受体的形状和相互用途最好匹配。(3)全新药物设计,借助计算机自动设计出与受体活性部位的几何形状和化学性质相匹配的结构新颖的药物分子。
生物信息学办法为药物研制提供了更多的、潜在的靶标,大大降低药物研发的本钱,提升研发的水平和效率。
1.3时尚病学研究中的应用
将时尚病学的遗传和非遗传性的研究与生物信息学结合起来,会对疾病的机理、个体对某种疾病的易感性和疾病在群体中的分布有更明确的认识,对疾病的预防和治疗有很大的指导意义。
2 医学生物信息学教学存在的问题
2.1缺少实践课教程
现在,?没专门针对医学院校学生的生物信息学实践课教程。而国内各大高校用的生物信息学教程多为海外教程的影印版或者中文翻译版本,这类教程一般内容宽泛,需要学生具备较高的有关入门知识,并且偏重介绍生物信息学的理论和办法,对实践环节的指导较少。
2.2缺少有效的教学办法。
不少院校开设生物信息学实践课只是以验证理论课所讲授的内容为目的,缺少针对学生特征的教学设计,讲授内容单调,忽略了对学生剖析问题能力的培养。
2.3学生实践课学习基础存在差异
生物信息学实践课的讲课内容需要学生用计算机在互联网环境下完成,这需要学生具备较强的计算机操作技能和互联网运用能力。不同学生在计算机的操作技 能和互联网用能力上存在较大的差异。另外,常见的数据库和软件基本上都是英文版本,这需要学生具备肯定的英文素养,学生英文水平的差异也会干扰他们对实践课学习的成效。
3 医学生物信息学推行办法和对策
3.1打造具备模块化的教学大纲
依据医学生物信息学课程的特征,对讲课内容进行调整,打造模块化的教学大纲,比如:导论模块、数据库及用模块、基因组信息学及其剖析办法模块、蛋白质组生物信息学模块、代谢和药物生物信息学及系统生物学模块等,使学生了解每一个模块的特征和用途,提升学生的学习兴趣,激起学生的学习热情。
3.2强化实验教学
生物信息学的学习是运用生物、医学、数学、与计算机科学等很多学科常识进行剖析、判断推理、综合的实践过程,强化实验教学看上去非常重要。
3.3结合多媒体技术与双语教学
教学过程中可以打开有关软件和网站进行演示,使抽象的生物信息学常识以具体的、动态的形式展示出来, 从而加深学生对课程的学会程度。除此之外,生物信息学涉及到的数据库、网站、应用软件多为英文界面,所以双语讲课看上去非常重要,教师可借用多媒体,对课程进行中英整理解说。
3.4结合科研实例进行教学
教师可以结合现阶段的科研背景和具体的研究方向,结合实例进行教学,可以让学生真的学会借助生物信息学办法解决生物学问题的思路,并培养和提升学生的科学思维能力。
4结语
生物信息学作为一门交叉学科,发挥了其独特的桥梁用途,已经广泛地渗透到医学的每个研究范围。本文针对医学生物信息学课程的主要内容和教学模式进行了探讨,以期提升学生应用生物信息学的能力,培养综合型的、高素质、现代化医学人才。