1程序概述1.1背景生活科学是对生物体和生命过程的研究。它包含了几个古典科学学科,包括生物学,生物化学,医学,药房,化学和生物工程的各个方面,因此有助于解决从医疗保健和营养到全球变暖的许多社会挑战。传统上认为是基于定性实验的科学,但新技术的出现,例如下一代测序,超分辨率成像和高分辨率的质谱学,导致了大量的定量数据,为对生活的最基本过程提供了更深入了解的机会。根据伽利略的说法:“数学是上帝写的宇宙的语言”,或者用S. devi的话语“数学是解决自然构成的难题的系统努力”。定量生命科学将生物系统与数学联系起来。在上个世纪,由于主要的分子和处理细胞生物学和相互作用的不同分子和过程,活生物体仍然被认为对于定量评估和计算建模太复杂。此外,任何生物体都会暴露于多种环境因素和异种生物,从而进一步影响有机体功能和行为。在21世纪,情况发生了巨大变化。现代的实验技术出现了,允许对活有机体进行全面分析,这些生物被称为OMICS科学。例如,现代质谱可以在测量时间的几个小时内获取生物样品的分子组成和含量的信息。同样,如今,可以在数十亿个核苷酸中包含遗传信息的整个生物体的基因组进行测序,从而在数小时或几天内测序,从而在许多实验室中每月生成每月数据的Terabytes。同时,现代数据科学在过去十年中赶上了这一开发,提供了适当的硬件来存储和处理所获得的大量数据。借助机器学习和人工智能等新颖方法,科学家现在不仅能够管理大数据集,而且还可以从生物学数据库中提取有意义的见解,并最终从生物学数据库中提取知识。所有这些事态发展均要求一项主计划,反映了建筑商大学提供的生命科学中的这些发展。为了利用这一大量数据并在这个大数据时代进行成功的研究,科学家需要逻辑严格和数值素养,使他们能够分析和解释这些新的数据形式。特此信息技术领域的当前发展,例如高性能计算和机器学习,将证明针对这些目标的宝贵工具。此外,开发利用这些新技术的全部潜力的新假设和设计实验需要深入了解它们的范围和局限性。掌握这些技能对于参与生活科学领域的这一持续革命至关重要,并在学术界和工业的科学研究中扮演领导角色。因此,与古典生活科学相反,定量生命科学强调了通过实验测量获得的数值数据,并通过数学和现代数据科学的工具进行了处理和概括。
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