108年第1學期-5475 計算生物論文解析 課程資訊

評分方式

評分項目	配分比例	說明
期中考	40
期末考	40
課堂表現	20

教育目標

1、本學期將選擇「胺基酸序列(amino acid sequence) 與蛋白質功能(protein function)之間的關係」 相關的學術論文。 2、此主題的意義： 了解胺基酸序列與蛋白質功能之間的關係，是分子生物學追尋的遠大目標，影響深遠，應用廣泛。到目前為止，仍有1/3的微生物蛋白質，我們仍不知其功能，更遑論其它更高等的生物。因此還有很長的路要走。 3、我們選擇以計算方法探討此問題的論文。其以蛋白質資料庫(譬如 Pfam)裡，已知胺基酸序列與蛋白質功能關係的資料，建立模型(譬如Deep learning、Hidden Markov models等)，希望從胺基酸序列預測蛋白質功能。 4、Pfam 即為大數據；Deep learning 等，即屬 AI。

課程概述

何謂 “計算生物學” (或稱生物資訊學)? DNA由a,t,c,g 4個字母組合而成，如下例即為一串DNA序列(sequence)： atgcactctt caatagtttt ggccaccgtg ctctttgtag cgattgcttc agcatcaaaa acgcgagagc tatgcatgaa atcgctcgag catgccaagg ttggcaccag caaggaggcg (習慣上，每10個字母寫成一小串，小串間以一“空白”隔開。此例計有120個字母，我們稱其長度為120) 人類DNA總長為30億，這30億個字母決定了一個人。1988年開始的人類基因計劃的主要目的，就是將這30億個字母寫出來。而這些字母是如何運作的，則有待進一步了解。這些隱藏於字母中的生命秘密，我們稱之為生物資訊(Biological information)。 DNA會製造出蛋白質，以營造活生生的生命。蛋白質由20個英文字母 (各代表一種氨基酸)組合而成，長度從數十至數百都有，如下例即為一條蛋白質序列： mhssivlatv lfvaiasask trelcmksle hakvgtskea kqdgidlykh mfehypamkk yfkhrenytp advqkdpffi kqgqnillac hvlcatyddr etfdayvgel marherdhvk 人類約有2萬條不同的蛋白質。這些蛋白質如何營造出生命，有待進一步了解。這些隱藏於字母中的秘密，也是所謂的生物資訊(Biological information)。 研究DNA如何運作及蛋白質如何營造生命, 也就是研究生物資訊(Biological information)，是今日蓬勃發展的“生命科學”之目的。 所謂“生物序列”(Biological sequence)，指的是DNA序列或蛋白質序列。 提出有效的生物序列分析方法(演算法或模型)，以計算機為工具，挖掘隱藏在大量字母裡的生物資訊，我們稱之為“計算生物學”(Computational Biology)，或稱之為“生物資訊學”(Bioinformatics)。

基本資料

選修課，學分數：3-0
上課時間：二/2,3,4[ST517]
修課班級：應數碩1,2
修課年級：年級以上
選課備註：大學部需取得授課教師同意

參考書目

學術論文