软件工程与生命科学的关系和未来应用预想

《软件工程与生命科学的关系和未来应用预想》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、软件工程与生命科学的关系和未来应用预想随着社会的进步，科技的发展，人们生活水平的提高，从21世纪开始，生命科学开始走进人们的视野中。在人们收入提高的同时，也开始追求高质量，高享受的生活。除了与日常生活密切相关的衣食住行，无处不在的生命科学也成为人们关注的重点。特别是近儿年来，转基因食品的出现，新医学技术、约物、疫苗的使用，更加受到注重养生保健的人的关注。例如「'转基因食品是否安全？”，“新研发的药物临床是否有效，是否存在什么严重的副作用？”，“基因治疗能否实现？”等等。另一个与人们生活越来越不可分割的是软件工程。从人们日常办公用的电脑,手札到娱乐和学习时用到的游戏，手机a

2、pp,互联网等等，都是基于软件工程这一学科建立起来的。作为一个软件工程专业的学生，我认为，想要成为一个优秀的软件工程师，就需要对每个学科都有所涉略，只有这样，才能设计出更好的，更符合人们需求的软件。而对于与人们日常生活关系密切的生命科学，更需要了解和学习。康柏电脑公司董事会主席曾在一次演讲上说道：“如今，我们很难将生物技术的进步与高性能计算领域的发展割裂开来。实际上,许多一流的科学家都相信，高性能计算是生物和医药的未來。今后，越来越多的貝有强大功能的计算机和软件将会被用來搜集、存储、分析、模拟和发布信息。”。同样的，在1984年7月在联邦德国西柏林召开第14届国际植物学大

3、会上，总结了植物学总的三点发展趋势，其中，就有“以电子计算机为手段的数学模拟方面的研究和系统分析方面的研究”。因此，生物软件必将是软件工程未来的一个发展方向。电影《透明人魔》又名《隐形人》讲述了在美国的一个高度机密的军事实验室中，一群才华横溢的年轻科学家揭开了隐形术的秘密。他们以动物作实验获得了成功之后，傲慢的研究小组的头口塞巴斯蒂安不顾危险，坚决决定要在自己的身上做隐身术的实验最后引出的一系列事件。在电影的开头，该小组的实验遇到了瓶颈问题，用于隐形的药物的蛋白质分了不稳定，药效无法持续。在某个晚上，主角塞巴斯蒂安在软件上构造新的蛋白质结构（能够显示出蛋片质的结构然后添加

4、和去除某些氨基酸，类似于乐高积木）,终于找到了稳定的蛋白质的结构。电影屮的这类生物软件，是未来生物软件的一个预想。我们知道，生物的性状是通过蛋白质来表达的，而组成蛋白质的是氨基酸。在理论上，我们可以自己创造一种新的蛋白质出来，因为我们可以自由的对氨基酸进行排列组合。但是，我们并不知道，创造岀来的蛋白质是否稳定，功能是否符合我们的预想，是否能够在生物体中正确表达。因此，假设在未來，我们能够实现一个与电影中类似的生物软件，我们能够在软件中给予蛋白质相应的环境,以测试创造出来的蛋白质的稳定性，功能等，那么，这必将大大加快生命科学的发展。目前，已经冇一些生物软件能实现其中一些相对

5、简单的功能。例如，在基因工程中比较常用到的Omiga2・0,它的主要功能是编辑，浏览，蛋口质或核酸序列，分析序列组成。用Clustal.W进行同源序列的比较，发现同源区。实现了核酸序列与其互补链之间的转化，序列的拷贝、删除查找核酸限制性酶切位点基元(Motif)及开放阅读框(ORF),设计并评估PCR、测序引物。查找蛋口质解蛋白位点(ProteolyticSites)＞基元、二级结构等。查寻结果可以以图谱及，表格的显示，表格设有多种分类显示形式。利用Mange快捷键，用户可以向限制性内切酶、蛋白质或核酸基元、开放阅读框及蛋白位点等数据库中添加或移去某些信息。每一数据库屮都

6、设有多种查寻参数，可供选择使用。用户也可以添加、编辑或自定义某些查寻参数。可从MacVectorTM、WisconsinPackageTM等数据库中输入或输出序列。另外，该软件还捉供了一个很冇特色的类似于核酸限制酶分析的蛋白分析，对蛋白进行有关的多肽酶处理后产生多肽片段。与Omiga类似的生物软件还冇日立软件公司97年推出的DNASIS2.5,加拿大的Premier公司开发的PrimerPremier5.0等。口前，这类生物软件已经I•分的优秀，但未来的生物软件的功能应更加强大，让生物软件成为声明科学研究中重耍的组成部分。在另一部科幻电影屮(忘记了电影名称，好像是《蚁人》

7、)，科学家在发明一种新的药品时，在软件中先模拟使用小白鼠进行实验，在模拟成功后,再进行实物的实验。这也许听起來很荒谬，但在科技不断进步的今天，这一天将成为可能。听我认识的公卫的同学讲，他们每次做实验用的小白鼠，青蛙，兔子等的培养成本都不算低。试想一下，如果当这种生物软件成为可能，那必将为科学研究人员降低了很大的一部分成本。因为每一种新药品，新技术的成功，都是研究人员经过许多次实验后的成果。虽然，在生物软件是模拟的结果，但是，每一次模拟实验的结果都具有重大的参考价值。在生物软件促进生命科学的快速发展的同时，生命科学也为软件工程的