生物信息學(xué)方法在科研設(shè)計中的應(yīng)用

1、生物信息學(xué)方法在科研設(shè)計中的應(yīng)用醫(yī)學(xué)科研課題特點 探索生命和疾病的現(xiàn)象，闡明健康和疾病之間的關(guān)系，建立有效的防病治病的方法，這就是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究。具有如下特點： （一） 研究對象特殊 （二） 研究方法困難 （三） 研究內(nèi)容復(fù)雜 課題概述 專業(yè)設(shè)計： 指運用專業(yè)理論知識和技術(shù)進行設(shè)計, 主要是解決研究的可行性、創(chuàng)新性和科學(xué)性,以回答、解決科學(xué)問題，驗證專業(yè)假說。 統(tǒng)計學(xué)設(shè)計：運用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)理論和方法進行設(shè)計, 包括資料的收集、整理、分析全過程的統(tǒng)計學(xué)設(shè)想和科學(xué)安排，以保證樣本的代表性和樣本間的可比性,以最少的調(diào)查、實驗觀察例數(shù)進行高效率的統(tǒng)計分析，得出準確的結(jié)果和可靠的結(jié)論。 醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的類型一

2、、根據(jù)研究性質(zhì)分： 基礎(chǔ)研究； 應(yīng)用研究 二、根據(jù)研究對象與場地分：實驗研究； 臨床研究； 調(diào)查研究 三、根據(jù)創(chuàng)新程度、認識的深度、研究方式、研究范疇等又可分為很多類。 醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的一般方法 選題定題 建立假說 科研設(shè)計 實驗觀察 數(shù)據(jù)處理 論文形成 成果應(yīng)用科研設(shè)計(research design) 一項科研工作，經(jīng)過選題和定題兩個階段之后，便會形成一套比較成熟的全面設(shè)想。將這一設(shè)想加以條理化，系統(tǒng)的說明研究者對此問題的認識，擬進行何種實驗或觀察，具體做法如何，預(yù)期的目標是什么，用多長時間來完成，需要給予哪些幫助和支持等，按照一定的格式編寫成的文字資料，即為科研設(shè)計。科研設(shè)計的主要內(nèi)容一、

3、立題 二、前言三、立題依據(jù) 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀五、研究內(nèi)容、研究目標、擬解決的關(guān)鍵問題六、擬采取的研究方案及技術(shù)路線七、可行性分析八、本項目的特色與創(chuàng)新九、研究計劃十、預(yù)期研究結(jié)果及應(yīng)用前景十一、前期工作基礎(chǔ)一、立題亦稱命題，即為一研究課題擬定一個最適當(dāng)?shù)念}目，做為該項研究的課題名稱。這個題目是科研設(shè)計的總綱或其指導(dǎo)中心，也可以說設(shè)計中的全部內(nèi)容皆由此而發(fā)，假說、實驗、措施等皆為此而設(shè)，因此它必須是整個科學(xué)研究設(shè)想與過程的高度濃縮物。 一個好的課題名稱，能使人對該項研究工作一目了然、不僅可知其目的、內(nèi)容和主要方法，甚至透過題目還能看出其假說的科學(xué)性。欲達此目的，立題必須力爭做到鮮明、具體、確切，若

4、能同時反映出“立意新穎”則更為理想。 有些科研設(shè)計的立題尚不夠理想，其中最常見的毛病，不是題目過大就是籠統(tǒng)模糊，有的甚至使人觀后不解其意或者文題不盡符合。立題 處理因素（具體而不含糊） 受試對象（明確而不省略） 預(yù)期效應(yīng)（限定而不籠統(tǒng)） 工作定性（適當(dāng)表達留有余地）從宏觀出發(fā)制定一項大的科研計劃，其題目必然也會很大；此類題目屬于戰(zhàn)略性的，其下一系列分題仍需要各有一戰(zhàn)術(shù)性的題目名稱。戰(zhàn)略性題目是總的探索方向，戰(zhàn)術(shù)性的題目則是一個個具體的進攻目標。HuR與miR-888拮抗調(diào)控CDC7在非小細胞肺癌發(fā)生及轉(zhuǎn)移中的機制研究TERT基因區(qū)域功能性遺傳變異的鑒定及其與非小細胞肺癌發(fā)病風(fēng)險的相關(guān)性研究IL

5、-35/IRAK-M途徑介導(dǎo)中性粒細胞免疫應(yīng)答功能低下：MRSA肺部感染及免疫逃逸的一種潛在機制二、前言有的科研設(shè)計書專門設(shè)有這一項，許多科研設(shè)計書內(nèi)雖無此項要求，設(shè)計者也常主動加上一段，稱為前言、引言、序言或緒言。這一小段文字主要是引導(dǎo)文章開端，起“破題”作用，在一段文章中往往是不可少的，但在科研設(shè)計書中(特別是填寫式的)若無此項目則完全可以不要，可直接入手一開頭就寫“立題依據(jù)”。三、立題依據(jù)要求回答“為什么要研究這個課題”，應(yīng)該著重說明選定這一課題的出發(fā)點以及主觀與客觀的條件是什么，選題的獨創(chuàng)性、完成的可能性及其實際意義（實用性）如何。必要時尚需進一步說明，這個問題是根據(jù)什么臨床經(jīng)驗、動物

6、實驗或其他間接經(jīng)驗提出來的。情報調(diào)研的情況和預(yù)試驗的初步結(jié)果亦應(yīng)在本項中反映出來，以增加確立這一選題的依據(jù)性。情報調(diào)研 一、中文科技資料目錄醫(yī)學(xué)與外目醫(yī)學(xué) 二、醫(yī)學(xué)索引（INDEX MEDICUS，簡稱IM） 三、醫(yī)學(xué)文摘（EXCERPTA MEDICA，簡稱EM） 四、生物學(xué)文摘（Biological Abstracts，簡稱BA） 五、化學(xué)文摘（Chemical Abstracts，簡稱CA） 六、PubMed醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫XplorMed: eXploring Medline abstracts在陳述客觀對解決這一問題的需要情況時，應(yīng)該實事求是，而不要用主觀臆斷來代替客觀事實。幾乎任何人都不

7、會說自己研究的課題客觀上不需要，但也不要動輒就把“迫切需要”或“急待解決”之類的詞匯拿來作為“依據(jù)”。人們常常會對這些空洞的說法提出疑問，其可信程度究竟有多大？因此，最好的辦法就是具體而不抽象，擺出事實，言之有據(jù)，令人信服。四、國內(nèi)外現(xiàn)狀 國外現(xiàn)狀與國內(nèi)現(xiàn)狀應(yīng)分別敘述，不要忽外忽內(nèi)攪在一起。重點是介紹有關(guān)這一問題最近幾年的研究進展和目前狀況。 把握好本項內(nèi)容的關(guān)鍵在于“全”和“新”兩個字。即全面掌握情況，除日常所見到的一些資料之外，更重要的是在定題之前要進行一次系統(tǒng)的文獻查閱并廣泛收集信息。一旦有人指出：“該問題早已有了結(jié)論，請閱某年某期某刊某文”，這樣一來不僅現(xiàn)狀“失真”，整個課題設(shè)計就等于

8、一張廢紙。目前水平與發(fā)展趨勢要求陳述自己的主觀見解。因此，重點是對最近的一些同類研究成果進行綜合性評價，并在此基礎(chǔ)上推測將要出現(xiàn)的勢頭和指出未來的方向。例如，有關(guān)這一課題的研究已經(jīng)達到了什么樣的地步，當(dāng)前在同類研究中有何不足之處，有無相互矛盾的研究結(jié)果或結(jié)論，有待進一步闡明或解決的問題是什么，知識的空白點在哪里，推進或發(fā)展此一問題的關(guān)鍵是什么，等等。五、研究內(nèi)容、研究目標、擬解決的關(guān)鍵問題包括階段的和最終目標，即該項研究工作的段落和終點。因此，在此項中應(yīng)著重說明這一研究課題最后要解決一個什么樣的問題。為了解決這個問題，在研究中將分作幾個步驟，都需要做些什么，擬從何處入手，重點研究哪個側(cè)面，主攻

9、方向是什么，到達哪一步或什么程度算是完成，將出現(xiàn)什么樣的預(yù)期效果等。在研究中需要和能解決的技術(shù)、理論問題。已明確基因研究目標的課題設(shè)計分析1、了解基因及其編碼蛋白的序列和功能2、GO分析基因編碼蛋白3、分析蛋白相互作用通路4、建立假說為了了解EGFR需要檢索基因，登陸NCBI檢索蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)分析蛋白跨膜結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)GO分析分析蛋白相互作用通路 （KEGG）分析預(yù)測蛋白的相互作用（STRING）如果沒有備選基因，探索備選基因利用別人的研究結(jié)果探討備選基因利用網(wǎng)上資源：基因表達譜數(shù)據(jù)基因富集分析軟件GSEA分析已有的基因表達數(shù)據(jù)cell cycle gene

10、s (E2F1, -2, CDC2, -6) and DNA replication-related genes (MCM4, -5, -6, -7), most of which are associated with early lung development and poor prognosis. In addition, metabolic genes such as ALDH1A3 (a candidate marker for lung cancer cells with CSC-like properties) were identified. 六、擬采取的研究方案及技術(shù)路線這

11、是科研設(shè)計中一個重要的核心部分，全部內(nèi)容都旨在說明“如何具體地進行研究”，因此這一項實際上就是通常所說的實驗設(shè)計。實驗設(shè)計是指導(dǎo)整個實驗過程的重要依據(jù)，是達到研究目的的一項重要保證。實驗設(shè)計要為驗證假說選擇一種最佳方案；在正確的實驗設(shè)計指導(dǎo)下，可使實驗誤差減少到最低限度，取得更多的數(shù)據(jù)資料，保證實驗結(jié)果的可靠性。實驗設(shè)計方案的類型有多種，采用哪一種最合適，主要取決于研究的內(nèi)容與目的。不論采用哪一種方案，均應(yīng)重點說明受試對象的種類、選用標準、抽樣方法、樣本含量、對照分組，處理因素的性質(zhì)、質(zhì)量、強度、施加方法，效應(yīng)觀察的項目或指標、檢測方法、判斷標準，以及數(shù)據(jù)資料的收集方法和統(tǒng)計學(xué)處理方法等。為實

12、驗所制定的操作規(guī)程和記錄表格，亦應(yīng)在本項內(nèi)容中加以說明，具體的條文和格式可附于科研設(shè)計書之后。研究方法或其實驗設(shè)計，就是針對題意并遵循科研三原則（重復(fù)、 對照，隨機化），對科研三要素（對象、因素、效應(yīng)）進行合理安排的一個過程。實驗技術(shù)方法的選擇生物大分子制備和分析常用技術(shù)、蛋白質(zhì)與核酸的提取與分離、PCR技術(shù)、分子雜交與印跡技術(shù)、分子克隆技術(shù)、外源基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、基因敲除技術(shù)、蛋白質(zhì)表達技術(shù)、分子標記技術(shù)、分子改造技術(shù)、測序及人工合成技術(shù)、基因組學(xué)技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、生物芯片技術(shù)、生物信息學(xué)技術(shù)、RNA研究技術(shù)等；細胞學(xué)分析技術(shù)。生物學(xué)研究常用儀器電泳儀 流式細胞儀PCR儀 核磁共振儀電子顯微鏡熒光及共焦顯微鏡原子力顯微鏡飛行質(zhì)譜儀核酸合成儀、核酸測序儀細胞轉(zhuǎn)染儀基因調(diào)控研究調(diào)控因子結(jié)合位點分析miRNA數(shù)據(jù)庫SNP研究七、可行性分析現(xiàn)有研究條件研究條件主要指人員條件和物質(zhì)條件兩個方面