Bioinformatyka

Bioinformatyka jest nauką interdyscyplinarną, która integruje: biologię molekularną, informatykę, matematykę, genetykę, teorię baz danych, biologię strukturalną, genomikę oraz biochemię. Bioinformatyka rozwiązuje problemy nagromadzone w wyniku intensywnego rozwoju nauk przyrodniczych przy użyciu metodologii nauk informatycznych [25;28]. Oxford English Dictionary definiuje bioinformatykę jako: " Naukę zbierania i analizowania złożonych biologicznych danych takich jak kod genetyczny". Termin "bioinformatyka" po raz pierwszy został użyty przez Masys'a w 1989 roku [45;46]. Naukowcy przetworzyli już ogromne ilości danych opisujących odczytane sekwencje par zasad A, C, T i G. Badacze tworzą obecnie gigantyczne bazy danych dotyczące miejsca i czasu aktywacji poszczególnych genów, struktury kodowanych przez nie białek, ich wzajemnego oddziaływania oraz roli, jaką owe interakcje pełnią w różnego rodzaju chorobach. Dodając do tego jeszcze masowo napływające informacje o genomach tzw. organizmów modelowych, jak wywilżna karłówka, zwana muszką owocową (Drosophila melanogaster) czy mysz, otrzymamy to, co Gene Myers, Jr., wiceprezes ds. badań informatycznych z Celera Genomics (Rockville, Maryland, USA) - określa mianem "tsunami informacyjnego". Z mariażu biologii i informatyki narodziła się nowa dyscyplina - bioinformatyka - z zadaniem uporządkowania chaosu danych [28;70].

Szacuje się, że obecnie na rynku funkcjonuje ponad 50 przedsiębiorstw oferujących swoje produkty i usługi bioinformatyczne potencjalnym klientom. Szacunkowo wartość całkowita rynku narzędzi i usług bioinformatycznych, włączając w to klasyczne bazy danych, może przewyższyć 2.0 miliardy USD w ciągu pięciu lat.. Grupy zajmujące się badaniami rynkowymi: Frontline i Frost & Sullivan, na podstawie przeglądu ponad 50 programów komputerowych i bioinformatycznych baz danych różnych przedsiębiorstw, oszacowały aktualny rynek w przybliżeniu 300 na milionów dolarów [60]. Bioinformatyka, jako nauka w aktualnym stanie może zostać podzielona na dwie kategorie: producentów i użytkowników. Między tymi dwoma grupami występują bazy danych, których struktura często jest utrzymana przez producentów, ale ich zawartość jest uwarunkowana potrzebami użytkowników. Bazy danych są przeważnie finansowane przez rząd i dostępne dla społeczeństwa przez typową przeglądarkę. Bogatsze instytucje często kopiują publiczne bazy danych w komputerze sieci lokalnej, by powiększyć dostęp dla swoich lokalnych użytkowników.

Producenci Bioinformatyczni to:

  1. Grupy naukowców i przedstawiciele rządowi, którzy produkują publicznie dostępne programy i bazy danych. Przykładami są liczne programy i bazy danych utrzymane przez NCBI, włączając w to GenBank [4;51;80].
  2. Genomowe i farmaceutyczno-genomowe przedsiębiorstwa, które oferują bazy danych i usługi zewnętrznym nabywcom, jak również dla własnego wewnętrznego użytku. Do tej grupy zaliczamy przedsiębiorstwa, jak Incyte, Celera, CuraGen i GeneLogic [27].
  3. Duże farmaceutyczne, biotechnologiczne i agrobiotechnologiczne przedsiębiorstwa, które rozwijają własne, wewnętrzne bazy danych, poszerzając przy tym bioinformatyczną wiedzę specjalistyczną. Część z największych farmaceutycznych kompanii ma dobrze rozbudowaną bioinformatyczną infrastrukturę, dlatego też stanowią poważną konkurencję na rynku.

Kompanie te stają się coraz bardziej istotną konkurencyjną siłą w genomice i bioinformatyce rynku bioinformatycznego.

Użytkownicy Bioinformatyczni to:

  1. 1. Przedsiębiorstwa farmaceutyczne i biotechnologiczne używają bioinformatycznej technologii na wszystkich etapach procesu odkrywania leków, począwszy od identyfikacji celu przez zalegalizowanie, optymalizację, opisanie skuteczności leku i kliniczną diagnostykę.
  2. Przedsiębiorstwa farmaceutyczne, które istotnie zaangażowały się w badaniach genomu rozwinęły już konkretną infrastrukturę bioinformatyczną (SmithKline, Glaxo, Merck, Novartis i inne).
  3. 2. Agrobiotechnologia / Przemysłowe przedsiębiorstwa biotechnologiczne zaczynają na dużą skalą wykorzystywać metody badania genomów z nadzieją ulepszenia produkcji rolniczej: roślinnej i zwierzęcej, powiększając np. odporność roślin na pestycydy i środki chwastobójcze, poprawiając smak i wartość odżywczą, etc. Przyśpieszone tempo sekwencjonowania genomów termofilnych organizmów i innych organizmów żyjących w ekstremalnych warunkach (extremofili, jak M. thermoautotrophicus w Genome Therapeutics) może dostarczyć nowych źródeł enzymów dla procesów przemysłowych.
  4. Ze względu na negatywny stosunek społeczeństwa w do organizmów genetycznie modyfikowanych (ang. genetically modified organisms - GMO) ten obszar rynku bioinformatycznego będzie się rozwijał wolniej niż rynek biofarmaceutyczny.
  5. 3. Grupy badawcze, szczególnie uczestniczące w badaniach międzynarodowych dotyczących sekwencjonowania ludzkiego genomu, torują drogę większości genomowym i bioinformatycznym technikom do codziennego użycia. Nie biorąc pod uwagę projektu Human Genome Initiative, indywidualni badacze są mniej intensywnymi użytkownikami programów generujących dane niż koncerny. W rezultacie, badawcze bioinformatyczne potrzeby naukowców często zaspokajane przez publicznie dostępne programy "pulpitowe" (jak te od InforMax albo GCG) oraz systemy domowe.
  6. 4. Inne rynki, zapowiadane powiększenie użycia genetycznych baz danych do użytku wewnętrznego agencji takich jak np. FBI i innych uzbrojonych służb.
Główna