생명공학과 정보기술의 관계
생명공학은 생명과학을 기반으로 하며 유기체(또는 생물학적 조직, 세포 및 기타 구성 요소)의 특성과 기능, 설계 및 구성을 활용합니다. 기대되는 특성을 지닌 신물질이나 신균주, 그리고 공학적 원리와 결합하여 제품을 가공, 생산하거나 서비스를 제공하는 종합적인 기술입니다. 정보기술(정보과학)은 정보의 획득, 전달, 처리를 연구하는 기술로, 정보처리에는 컴퓨터를, 정보수집과 저장에는 현대전자통신기술을 사용한다. , 가공, 활용 및 관련 제품 제조, 기술 개발 및 정보 서비스를 제공합니다. 정보기술과 생명공학은 모두 첨단기술이자 신기술이며, 신경제에서는 서로를 보완하는 관계에 있지 않으며, 21세기의 급속한 경제발전을 공동으로 추진하고 있습니다.
1. 생명공학의 발전에는 정보기술의 지원이 필요합니다.
(1) 정보기술은 생명공학의 발전을 위한 강력한 컴퓨팅 도구를 제공합니다. 현대 생명공학의 발전 과정에서 컴퓨터와 고성능 컴퓨팅 기술은 이를 촉진하는 데 큰 역할을 해왔습니다. Celera Gene Research, 영국 Sanger 센터, 미국 Whitehead 연구소, 국립보건원, 중국과학원 유전학 연구소 인간 게놈 센터가 공동으로 작성한 인간 게놈 초안 공개 , 미국 연구 기관의 많은 사람들은 이 모든 것을 가능하게 하는 것이 정보 기술 제조업체가 제공하는 고성능 컴퓨팅 기술이라고 특히 강조합니다. 마찬가지로 "생명 과학의 아폴로 달 착륙 프로그램"으로 알려진 인간 게놈 초안을 작성하는 동안 Compaq의 Alpha 서버는 연구자들에게 뛰어난 컴퓨팅 성능을 제공했습니다. 업계 분석가들은 이러한 유전자 해독 경쟁의 이면에는 슈퍼컴퓨팅 능력을 위한 경쟁이 있음과 동시에, 이 경쟁이 슈퍼컴퓨터의 초능력에 대한 대중의 전반적인 이해를 형성하는 데 도움이 될 것이라고 말합니다. 그 전까지만 해도 제작 비용이 최소 수백만 달러에 달하는 이 초고속 기계는 원자로를 제어하고, 날씨를 예측하고, 세계 최고 수준의 체스 대가와 대결하는 데 사용되었습니다. 오늘날 사람들은 슈퍼컴퓨터가 새로운 종류의 약물을 개발하고 질병을 치료하며 궁극적으로 인간의 유전적 결함을 복구하는 데 매우 중요하다는 사실을 점점 더 인식하고 있습니다. 고성능 컴퓨팅은 인류에 더 큰 공헌을 할 수 있습니다.
셀레라 코퍼레이션의 CEO는 USA투데이와의 인터뷰에서 “인류의 유전자 코드가 선형 방식으로 결합된 것은 인류 역사상 처음”이라고 말했다. 10억 개의 염기쌍을 올바른 순서로 나열했는데, 이는 지금까지 시도된 대규모 계산 중 가장 심각한 문제였습니다. 이 역사적인 프로젝트에 필요한 엄청난 양의 데이터 처리를 완료하기 위해 Celera는 초당 1.3조 부동 소수점 연산의 컴퓨팅 성능을 갖춘 700개의 상호 연결된 Alpha64비트 프로세서를 사용했습니다. 동시에 Celera는 Compaq의 Storage Works 시스템을 채택하여 50TB의 공간과 IOTA의 연간 성장률을 갖춘 데이터베이스 관리를 완료했습니다. Compaq Computer Company 이사회 의장은 다음과 같이 말했습니다. 이제 생명공학의 진보와 고성능 컴퓨팅의 발전을 분리하는 것은 어렵습니다. 실제로 많은 주요 과학자들은 고성능 컴퓨팅이 점점 더 강력한 컴퓨터와 소프트웨어를 갖춘 생물학과 의학의 미래라고 믿고 있습니다. 정보를 수집, 저장, 분석, 시뮬레이션 및 배포하는 데 사용될 것입니다.
정보 기술은 또한 **Xiang 등 생명공학 분야의 다양한 데이터베이스 관리, 정보 전달, 검색 및 자원을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다. 유전자 시퀀서 이후 생명공학 분야에서 주목받고 있는 또 다른 하드웨어는 유전자 칩인데, 이 하드웨어의 개발 역시 현미경 슬라이드나 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 유전자 조각을 배열하는 정보 기술에 크게 의존하고 있는데, 이것이 바로 유전자입니다. 칩 이 칩에 유전자 조각을 올려놓고, 검체의 유전자 조각을 유전자 칩 리더기(해독 장치)에 올려놓으면, 검체의 정보를 빠르게 비교, 해독할 수 있는 장치입니다. 유전자 칩과 리더는 기존의 유전정보와 비교하여 정보를 해독하는 장치인데, 이 분야에서는 미국 기업이 상대적으로 유명하지만, 미국 기업과도 협력하면서 활발히 활동하고 있습니다. 이 분야의 발전에 참여하세요.
(2) 생명공학의 발전에는 특정 소프트웨어 기술의 지원이 필요합니다. 생명공학과 그 산업의 발전은 생명공학 소프트웨어에 대한 수요를 더욱 증가시킬 것이며, 소프트웨어 기술은 생명공학과 그 산업의 발전을 뒷받침하는 핵심 동력 중 하나가 될 것입니다. 다양한 생명공학 분야를 지원하기 위해서는 이에 상응하는 전문 소프트웨어가 필요합니다. 1) 다양한 생명공학 데이터베이스 구축에는 뛰어난 성능과 신속한 업데이트를 갖춘 소프트웨어 기술이 필요합니다. 2) 핵산 저수준 구조 분석, 프라이머 설계, 플라스미드 매핑 및 서열 분석, 단백질 저수준 구조 분석, 생화학 반응 시뮬레이션 등에도 상응하는 소프트웨어와 기술 지원이 필요하다. 3) 생물안전 관리와 생물정보 보안 관리 강화도 소프트웨어 및 기술 개발 지원과 불가분의 관계에 있다.
2. 생명공학은 정보기술 발전의 새로운 길을 열었습니다
(1) 생명공학은 슈퍼컴퓨터 산업의 발전을 촉진합니다. 인간 게놈 프로젝트의 다양한 과제가 완성되면서 핵산과 단백질에 대한 염기서열 및 구조 데이터가 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 이렇게 거대하고 복잡한 데이터에 직면했을 때, 컴퓨터를 사용하여 데이터를 관리하고, 오류를 제어하고, 분석 프로세스의 속도를 높이는 것만이 인간이 궁극적으로 그로부터 이익을 얻을 수 있는 방법입니다. 그러나 이러한 프로세스를 완료하려면 일반 컴퓨터의 능력 범위가 아니라 슈퍼컴퓨팅 기능을 갖춘 컴퓨터가 필요합니다. 따라서 생명공학의 발전은 정보기술에 대한 수요를 더욱 높여 정보산업의 발전을 촉진할 것이다. 더 설득력 있는 예는 2002년 11월 22일 발행된 "Nature" 잡지에서 이스라엘 과학자들이 DNA 분자와 효소 분자로 구성된 소형 "생물학적 컴퓨터"를 개발했다고 발표한 것입니다. 물 한 방울만큼 큰 연산 속도는 초당 10억 번, 정확도는 99.8%에 이른다. 물론 모든 신기술과 마찬가지로 일부 과학자들은 회의적입니다. 그들은 시험관에 있는 이런 종류의 컴퓨터에는 치명적인 결함이 있다고 생각합니다. 왜냐하면 생화학적 반응 자체가 어느 정도 무작위성을 갖고 있고 이 작업의 결과가 완전히 정확하지 않을 수 있으며, 게다가 작업에 관련된 DNA 분자가 정확하지 않을 수도 있기 때문입니다. 전통적인 컴퓨터처럼 서로 통신할 수 있지만 "독립적으로 싸울" 수만 있어 일부 대규모 계산을 처리하기에는 충분하지 않습니다.
유럽과 미국, 일본에는 생명정보학 데이터센터가 잇달아 설립됐다. 미국에는 국립생명공학정보센터(ncbi)가 있고, 영국에는 유럽생물정보학연구소(ebi)가 있고, 일본에는 그 수가 더 많다. 70여개 제약, 바이오, 첨단기업 등으로 구성된 '생물산업정보화연합' Goldman-Sachs Group의 2001년 보고서에 따르면 IBM, Sun, Compaq 및 Motorola는 각각 생명공학 기업 및 연구 기업과 최소 12건의 협력 의도를 달성했습니다.* **140개 이상의 협력 계약이 있으며 협력 내용에는 다양한 내용이 포함됩니다. 유전자 칩, 약물 효과의 컴퓨터 시뮬레이션 등을 포함한 기술 분야
(2) 생명공학은 컴퓨터의 물리적 한계를 근본적으로 돌파할 것입니다. 현재 사용되는 컴퓨터는 실리콘 칩을 기반으로 하며, 물리적 공간의 제약과 에너지 소비, 열 방출 등의 문제로 인해 필연적으로 획기적인 발전을 이루기 위해서는 새로운 소재의 혁신에 의존해야 합니다. 2000년에 로스앤젤레스 캘리포니아 대학의 과학자들은 다양한 상태에서 정보를 생성할 수 있고 정보가 생성되지 않는 생물학적 거대분자의 특성을 기반으로 분자 스위치를 개발했습니다. 2001년에는 세계 최초의 자체 작동 DNA 컴퓨터가 출시되었으며 그해 세계 10대 과학 기술 발전 중 하나로 평가되었습니다. 2002년 DNA 컴퓨터 연구 분야의 선구자인 애들먼(Adleman) 교수는 간단한 DNA 컴퓨터를 사용하여 24가지 변수와 100만 가지 가능한 결과가 있는 수학적 문제에 대한 답을 실험에서 찾았습니다. DNA 컴퓨터의 개발은 중요한 진전을 이루었습니다. 앞으로.
정보 산업과 생물학 산업은 틀림없이 첨단 기술의 산물입니다. 생명 과학 연구에 있어서 컴퓨터 작업은 언제나 필수 불가결합니다. 슈퍼 컴퓨터 기반 시퀀서를 사용하면 정보 기술 회사에 도착했다고 착각할 수 있습니다. 생물학 산업은 컴퓨터의 등장으로 가속화되었고, 정보기술 산업 역시 생명과학의 수요로 인해 발전하여 수익을 창출하게 되었습니다. 수학, 컴퓨터 과학, 생물학의 다양한 도구를 사용하여 대량의 게놈 연구, 생물학, 정보학에서 얻은 데이터에 포함된 생물학적 중요성을 명확하게 이해하고 교차하고 결합하여 새로운 학문을 형성합니다. 생물정보학이나 정보생물학 분야의 발전이 가져오는 이점은 헤아릴 수 없을 정도로 많습니다.
미국에서는 유전자 조작 약물, 바이오칩, 대사공학 등의 분야에서 부를 창출하기 위해 생물정보학을 기반으로 하는 수많은 기업이 등장했습니다. 생물정보학 산업은 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 생명공학(biotechnology)과 정보기술(information technology)의 융합이 세계경제시장의 미래라고 할 수 있다. 선전에서 열린 제3회 중국 국제 하이테크 박람회 하이테크 포럼에서 중국공정원 부원장 허우 윤더(Hou Yunde)는 생명공학 산업이 정보 산업에 이어 핵심 산업으로 자리매김해야 한다고 지적했다. 산업. 정보생명공학은 새 세기 우리나라의 경제발전과 국가운명과 관련된 핵심기술이며, 우리나라 혁신산업의 경제성장 포인트가 될 것이라고 말씀하셨습니다.