大数据的世界是宏观的也是微观的,我们通过大数据分析遥远的宇宙是大数据宏观世界的具体表现,而运用大数据认知生命的本质,通过大数据让人类能够更健康的生活,则是大数据在微观领域的伟大征程。
生命的秘密
认识我们的基因
2008年11月6日, Nature杂志刊登了“第一个亚洲人基因组图谱”论文,封面名为“你的生命掌握在你手中”。“第一个亚洲人基因组图谱”的完成是医学方面的重要成就,这意味着未来5~10年, 一个人只需要花很少的费用就可以拥有自己的基因组图谱。
当时间齿轮走到今天,我们可以只花大约三天的时间,就能完成一个人全部基因序列组排序,这是伟大的时刻,意味人类已经可以从最微观的角度快速的认知自身。通过把自己分解到足够微小的层面,来应对各类疾病的挑战,甚至发现衰老的秘密。
认识100万亿个细菌
实际上基因学研究仅仅是我们通过大数据认识自身的一部分,随着技术的不断发展,我们正在开始一场全新的旅途,即发现我们身上的100万亿个细菌的秘密。人体微生物群落存在于人的皮肤、口腔、胃、肠道、血液等,与人体共生,对人的生理和营养有深远的影响。随着人类对于人体微生物群落研究的深入, 越来越多以人体为宿主的体内和体外微生物群落, 特别是人体肠道群落等,被广泛研究。
据报道, 约有100万亿个细菌分布在人体内外, 细菌含量约为自身体细胞的9倍, 其携带的基因数目大约是人类的1000倍。某些细菌甚至在人体生理机能中作用突出, 比如某些细菌能够有效帮助人体构筑免疫系统。有些细菌对促进食物消化不可或缺。还有的可以防止病原体引发潜在病变。与其说宏基因组在研究微生物菌群,不如说在研究人类“自身”。
高科技采集机器
认识我们自身,认识我们100万亿个细菌朋友,归根到底离不开高科技采集设备的帮助,从目前的情况来看,进行人体医学大数据采集的设备大致分为三类。
DNA测序仪器:454, Illumina, PacBio等新一代测序技术的问世带来生物医学领域的革命,新一代测序技术能够较经济地对基因组进行高效准确的测序。随着实验技术的成熟和数据分析算法的开发,新一代测序技术不仅大量应用在生物医学数据研究,而且在一些复杂的医学研究项目中也得到实际应用。
高通量高精度质谱仪:蛋白质组学是继基因组测序计划后崛起的一门新兴学科,逐渐成为后基因组时代的研究前沿和热点领域。而代谢组学是继基因组、蛋白组后发展起来的一门学科,主要研究的是作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物,在疾病诊断、新药研发、毒理方面都有非常大的应用。
高通量高精度表观型分析仪器:随着荧光蛋白标记等标记式检测方法、红外和拉曼等非标记式细胞检测方法、单细胞操纵等技术的发展,荧光流式细胞分选(FACS)、活体单细胞拉曼分选仪(RACS)等单细胞分析和操控平台日渐成熟。

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