阿凡達的秘密---生物資訊跟你說 

                                                         關琪錞/專訪

 

「超酷的!阿凡達的頭髮可以當USB耶!聲帶還可以當無線電!」

「可是為什麼阿凡達裡面的人都禿頭、鼻子又大大的?」

「人類也有人會禿頭阿,怎麼辦!我發現最近我越來越像阿凡達了!」

影史最賣座電影「阿凡達」上映後,造成一股討論的炫風,除了佩服導演拍攝的高超技巧外,關於電影裡的納美人,也引起許多人對於他們的身體外型和功能,與人類有許多不同之處,感到好奇和驚嘆!為什麼電影裡的男主角可以利用機器轉換成為納美人?人類的基因跟納美人的相似度真的那麼高?

  

   為了在生物和資訊的領域上有更多的了解,記者特別拜訪了醫學資訊系的詹鎮熊老師來解答這個疑問。詹老師大學畢業於清華大學生命科學系,與大部分醫資系老師出身的資訊工程有所不同,但因為從以前就對資訊處理很有興趣,從大學的專題便開始學習利用資訊的方法來研究生物的問題。

 

   為何生物學需要資訊的的協助?難道不是探討人類頭髮長短、膚色明暗、單眼皮或雙眼皮等等的問題嗎?許多外行人會有很多類似的疑問。原來現今為了因應龐大的生物資料,因此不得不借重電腦強大的運算能力。例如:人類有30DNA序列,究竟如何在這麼龐大的數據裡得知哪個基因或蛋白質有問題,利用電腦系統作輔助分析、然後運算進行運算,變成現在生物研究的趨勢。不只人類基因研究,在醫學研究上也要需要分析病原菌和病毒的基因,像是找出人類與病原菌的相互關係,才能了解人類在哪一段基因序列受到感染,並思考應該如何解決。從基因、蛋白質或個體來看,有很多不同的解決方式,現在生物的計算是希望能夠在電腦裡建立一個簡化的生物模型,透過在電腦模擬,來告訴我們一些結果,之後再進一步在人體進行實驗驗證。經由電腦計算和人類實驗兩方互相搭配,才能在生物領域研究上有卓越的效果。

 

   「將來,利用生物資訊工具也能用來預測流感病毒!」詹老師說:「它可以用來模擬生物防禦的快速反應,只是現在還沒辦法去做到事前準確的預測。」像是在研究新型病毒,我們可以很快速的利用生物資訊的工具將病毒基因排序出來,並且分析他對人體的影響,馬上研發新藥物。現在醫學新聞上引起許多人討論的流感疫苗的研發,也是利用現有的生物檢體加上生物資訊做過去歷史流行病學分析,預測下一波的流感病毒。生物資訊的研究無法立即顯現成果,只能透過採樣不斷的寫入分析,很多研究者會希望在短時間內就看到成果,但這領域的研究是需要透過長時間電腦的分析,最後才能夠見到成效。

 

詹鎮熊老師提到:「做生物的人跟做資訊的人所用的『語言』是不一樣的,所以在溝通上需要花很多時間。」如何在不同的觀念上去看待對方的學問,理性溝通變得相當重要。許多研究生物的人會覺得寫電腦程式的人很輕鬆,以為打一打鍵盤,結果就會自己跑出來,但寫電腦程式的人工作前必須要先了解生物的問題,才有辦法在電腦上用一些比較合理的方式去呈現,可是通常研究生物的人不知道如何把抽象的觀念具體化。生物和資訊是完全不同的領域,如何做為中間的橋樑,並利用生物資訊在醫學研究上,成為現在醫資系生物資訊組學生和老師努力的目標。

  

   在慈大醫學資訊系是結合生物、醫學、資訊跨三方領域的教育,程式設計是基本功,此外還要了解生物研究者處理的是哪些生物的問題,以及醫學專家是用哪些特定的語句。有些學生因此可能會面臨,只對其一有興趣,若要跨足其他的領域,就會因為沒有興趣而影響學習;這也是慈大醫資系同學在大學四年中必須克服的困難。來慈大教學剛滿一年的詹鎮熊老師說:「生物是一門很有趣的學科,以後希望能透過生活化的教材,跟上課的內容做結合,這樣也較能引起學生的學習興趣。」

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