יוסף שלום,
ביולוגיה חישובית, או ביואינפורמטיקה (שני מושגים אשר משמעותם דומה ואשר נוטים להחליף בינהם), הינה מדע צעיר המשתמש באמצעים מחשוביים על מנת לקדם מחקר ביולוגי, באופנים שונים. זהו תחום הדעת האינטרדיסיפלינרי שנוצר בין עולם הביולוגיה לעולם מדעי המחשב.
תחום הביואינפורמטיקה קיבל תנופה משמעותית בעשור האחרון בעקבות ההבשלה של שתי טכנולוגיות ביולוגיות: ריצוף ה-DNA של גנומים שלמים (כשהמפורסם שבהם הוא פרוייקט הגנום האנושי שהושלם בשנת 2000) וטכנולוגיית שבבי ה-DNA (או DNA chips). המשותף לשתי הטכנולוגיות הללו, וטכנולוגיות נוספות, הינו העושר העצום של מידע ביולוגי גולמי המופק באמצעותם. כמדעים אחרים, היה בעבר העולם המחקר הביולוגי תלוי ומוגבל בכמות הממצאים הנסיוניים על מנת לקדם את מדע הביולוגיה. בראשית המאה ה-21 הציבו הטכנולוגיות הללו בפני הביולוגים אתגר מולו לא ניצבו מעולם קודם לכן: שפע המידע הגולמי שנוצר היה כה רב עד שלא היה ביכולתם של החוקרים להתמודד עימו ולנתחו בכלים שעמדו לרשותם. "מבול המידע" שנעשה נגיש לביולוגים מחד, אך בלתי ניתן לעיבוד מאידך, חייב פיתוח אמצעי ניתוח חדשים, ואלו פנו לעזרתם של עמיתיהם במדעי המחשב.
מתוך שיתוף הפעולה בין ביולוגים ומדעני מחשב נולדו יישומים שונים לניתוח מידע ביולוגי גולמי, לרב מתחום הגנטיקה והביוכימיה, ואלו אפשרו לראשונה מחקרים על עשרות אלפי גנים, חלבונים או אורגניזמים בעת ובעונה אחת. לדוגמא, לראשונה יכלו ביולוגים לחקור את מכלול הגנים של אורגניזם ולא גן יחיד בכל פעם. מרחב שיתוף הפעולה החדש משך אליו מדענים (לרב צעירים) מתחום הביולוגיה אשר סיגלו לעצמם את הסגנון האנליטי והמדוייק יותר המאפיין את מדעי המחשב, וכן מדעני מחשב אשר למדו את האתגרים המורכבים והשפה העשירה של עולם הביולוגיה. בהדרגה הפך שיתוף פעולה זה לתחום דעת חדש, אשר מהווה מחקר תיאורטי תומך עבור המחקר הביולוגי הנסיוני והותיק.
שיתוף הפעולה לא הוגבל רק לניתוח מידע גולמי והפיכתו לידע (אינפורמטיקה) אלא התרחב לאפיקים נוספים כגון פיתוח מודלים מתמטיים וסימולציות לחיזוי תופעות ביולוגיות, פיתוח כלים לניבוי והצגה של מבנים תלת מימדיי של ישויות ביולוגיות כגון חלבונים, הקמת מאגרים נתונים עצומים בהם מופקד מידע ביולוגי על ידי חוקרים מרחבי העולם, קידום מחקרים אבולוציוניים ועוד. יישומים חדשים מפותחים כל העת. היות ולא כל הפעילויות הללו עוסקות ישירות בניתוח מידע גולמי, השם הרחב יותר "ביולוגיה חישובית" נפרש על מכלול היישומים של הביולוגיה התיאורטית, ואולם יש כאלו אשר עודם משתמשים במושג "ביואינפורמטיקה" גם לצורך המשמעות הרחבה יותר.
"עץ החיים" - מפת האבולוציה של כלל משפחות האורגניזמים. נוצרה הודות לניתוח ממוחשב של רצפי rRNA.
הביולוגיה החישובית הינה כאמור תחום צעיר ו"בלתי חרוּש", ולפיכך, עושר המידע והאתגרים אשר עודם ממתינים להפקת תובנות מדעיות, העלות הזולה של מחקר תיאורטי בהשוואה למחקר נסיוני וההתחזקות המתמדת של כח החישוב מהווים קרקע פורייה לגילויים חדשים ומאפשרים לפי שעה התקדמות מדעית מואצת בפרקי זמן קצרים. כמו כן, ראוי לצין כי האקדמיה בישראל מהווה סמן בולט בחזית המחקר של הביולוגיה החישובית ומפיקה הישגים ופרסומים נאים.
המבנה התלת מימדי של היחידה 50S בריבוזום הפרוקריוטי - מודל ממוחשב (התמונות באדיבות אתר ויקיפדיה)
מאת: ארז ליבנה
המחלקה למדעי הצמח
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
