مشكل مديريت داده‌ها و بيوانفورماتيك در علوم آزمايشگاهي

مشكل مديريت داده‌ها و بيوانفورماتيك در علوم آزمايشگاهي

پيام بهزادي، الهام بهزادي

گروه ميکروب‌شناسی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرقدس

متاژنوميكس دانشي است مهم، نوين و بسيار پُرهزينه كه داده‌هاي زيادي را در اختيار دانشمندان و محققين مي‌گذارد. در آغاز كار، داده‌هايي كه از بيوانفورماتيك حاصل مي‌شد كاربرد خاصي براي دانشمندان نداشت و آنها پيوسته در حال جمع‌آوري اطلاعات بودند. اما به‌تدريج، دانشمندان با گسترده شدن داده‌ها و كسب تجربه به فكر استفاده‌هاي گوناگون از اين اطلاعات افتادند. يكي از كاربردهاي جديد متاژنوميكس، استفاده از اين دانش در تصميم‌گيري‌هاي باليني است. البته، راه زيادي مانده تا نظام باليني بتواند به‌خوبي از داده‌هاي بيوانفورماتيك براي تشخيص‌هاي آزمايشگاهي و بيماري‌هاي باليني بهره‌مند شود. يكي از مشكلات بزرگي كه بر سر راه دانش متاژنوميكس و كاربرد آن در نظام باليني و آزمايشگاهي وجود دارد چند جانبه بودن اين رشته است؛ زيرا دانش متاژنوميكس تلفيقي است از سه دانش بسيار مهم رياضي، كامپيوتر و زيست‌شناسي كه در بسياري از موارد مشاهده مي‌شود پژوهشگراني كه در اين رابطه كار مي‌كنند گرايش زيادي به دو رشته‌ي رياضي و كامپيوتر دارند و اين خود يك اشكال بسيار عمده براي مديريت داده‌ها در زمينه‌ي مطالعات آزمايشگاهي و باليني بشمار مي‌آيد. نكته‌ي جالب ديگري كه در رابطه با دانش متاژنوميكس وجود دارد اين است كه زيست‌شناسان خبره‌اي كه در اين زمينه مشغول پژوهش هستند تنها توانسته‌اند اطلاعات زيادي در زمينه‌ي توالي‌هاي نوكلئوتيدي DNA و آناليز آنها جمع‌آوري نمايند كه البته نتيجه‌ي آن، شناسايي ساختار ژن‌هاي گوناگون و تكميل برخي از نقشه‌هاي ژنتيكي است. هنوز زيست‌شناسان ماهري كه در زمينه‌ي دانش متاژنوميكس مشغول مطالعه و بررسي هستند نتوانسته‌اند درك درستي از سازماندهي اساس داده‌هاي متاژنومي داشته باشند. اين مسئله نگراني بسيار زيادي را در ميان صاحب‌نظران دانش متاژنوميكس ايجاد كرده است؛ زيرا هزينه‌ي مورد نياز براي پژوهش در اين زمينه بسيار هنگفت و سرسام‌آور بوده و با توجه به مخارجي كه در اين راه صرف مي‌شود، كاربرد چنداني از اطلاعات بدست آمده حاصل نمي‌گردد، چرا كه همان‌طور كه پيشتر گفته شد، امكان درك درستي از مبناي اصول داده‌هاي متاژنوميكي براي دانشمندان وجود ندارد. در حال حاضر، انبوهي از داده‌هاي توالي‌ها كه نتيجه‌ي مطالعات متاژنومي بسيار است، وجود داشته اما نيازمند توجه بيشتر دانشمندان به اين داده‌هاست. اطلاعات بدست آمده از دانش متاژنوميكس در علوم آزمايشگاهي و روش‌هاي تشخيصي باليني كاملاً قابل بهره‌برداري خواهند بود اگر داده‌هــاي حاصله بدرستي مديريت و تجزيه و تحليل شوند. البته، موفقيت در دانش متاژنوميكس به‌طور گسترده‌اي در ارتباط با پيشرفت‌هايي است كه در دانش كامپيوتر رخ مي‌دهد. در ابتداي دهه‌ي 1980 ميلادي (برابر با دهه‌هاي 1350 و 1360 خورشيدي)، انجمن‌هاي علمي مجامع اروپايي، ژاپن و ايالات متحده‌ي آمريكا اقدام به ايجاد آرشيوهاي داده‌هاي مربوط به توالي‌هاي اسيدهاي نوكلئيك نمودند كه امروزه اين پايگاه‌ها بسيار كامل‌تر و گسترده‌تر از آن سال‌هاست. گروه وسيعي از داده‌هاي اين پايگاه‌ها به‌صورت رايگان در اختيار كاربران پژوهشگر قرار مي‌گيرد. سه آرشيو مربوط به اسيدهاي نوكلييك عبارتند از:    EMBL-Bank (اروپا)، DDBJ (ژاپن)، GenBank (ايالات متحده‌ي آمريكا).

هم‌اكنون تلاش زيادي بر روي بيوانفورماتيك و SNPs (Single-Nucleotide Polymorphism) مي‌شود تا بتوان به كمك آنها اقدام به تشخيص باليني و آزمايشگاهي برخي از بيماري‌ها نمود. هر چند كه بهره گرفتن از SNPs، مديريت داده‌ها و بيوانفورماتيك شناسايي باليني برخي از بيماري‌ها را به مرز زماني 3 تا 6 ماه كاهش مي‌دهد، اما هنوز مدت زمان تشخيص، طولاني است. با اين‌حال، متداول شدن چنين روش‌هايي مي‌تواند در نهايت منجر به كاهش هر چه بيشتر زمان در روش‌هاي تشخيصي باليني گردد.

سرچشمه‌ها:

• Wiecek Clinical decisions via Genomics, Journal of BioTechniques, 2011-08-31.
• Webb S. A decade after the genome, bioinformatics comes of age, Journal of BioTechniques, Vol. 51, No. 3, September 2011, pp. 157-161.
• Data management and Bioinformatics challenges of Metagenomics, NCBI Bookshelf, A service of the National Library of Medicine, National instates of Health. National Academies Press; 2007.

برای دانلود فایلpdf  بر روی لینک زیر کلیک کنید