第三章　中药分子鉴定的生物信息学与技术专利知识

第一节　引言

生物学源远流长，它是通过观察身边的生物及人类自己，记录各种生长过程、生理反应、群体活动等现象，范畴包括植物学、动物学、解剖学、遗传学等，偏向注重观察记录而得出结论。信息工程学是一门相对较新的学科，运用各种数学算法，配合计算机和网络设备，去分析、处理、整合及发表大量数据，侧重算术的运用。

生物信息学（Bioinformatics），顾名思义，是一门结合生物学和信息工程学的学科。即以信息工程学作工具，对生物进行研究。但究竟是什么原因将两者结合？

自1953年生物学家James Watson、Francis Crick、Maurice Wilkins和Rosalind Franklin发现了DNA的双螺旋结构后，分子生物学取得了重大进展。之后的限制性内切酶（Restriction enzyme）、聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，PCR）和DNA测序（DNA sequencing）等突破性的发现，将分子生物学带入了一个信息爆炸时代。20世纪90年代，第一个细菌全基因组序列发表，往后不断有物种的基因组密码被解读。当大量数据积累，如无一有效方法管理，必然阻碍发展。因此，各国科学家建立了各种数据库，为配合数据搜查及统计分析，又开发了不同功能的程序软件。这一方面的研究越来越受重视，参与的专家渐多，于是一门新的学科-生物信息学便宣告诞生。

近年来，受惠于生物信息学的进步，应用分子技术鉴定中药材亦取得长足进展。据统计，在2015年版《中国药典》一部中，有超过500个品种的DNA序列已收载在国际知名基因数据库（如GenBank）。各类分析软件日趋先进，加上互联网的普及，都令分析和储存数据变得更容易。在目前DNA分子鉴定技术已经成为常规的中药鉴定方法的情况下，具备生物信息学知识会变得更重要。

本章以中药鉴定为出发点，介绍常用的数据库、在线分析工具和各类分析软件。讨论如何选择合适的生物信息学数据库及各类分析软件。