Renato M.E. Sabbatini,
PhD
Center for Biomedical Informatics, State University of Campinas,
Campinas/SP, Brazil
In Portuguese:
Gradualmente, nos últimos cinco anos, a Biologia tem se apropriado com avidez das ferramentas proporcionadas pela Informática. Esta progressão tem sido tão rápida e avassaladora, que já existem não apenas uma, mas varias subespecialidades da Biologia e da Informática que formam um mosaico multidisciplinar riquíssimo, onde aos poucos a antiga distinção entre as duas áreas se dissolve. Biologia computacional, genética computacional, ecologia matemática, algoritmos genéticos ou evolutivos, redes neurais artificiais, são hoje varias dessas denominações que tipificam a interação entre Informática e Biologia; nos dois sentidos: desde conceitos de Biologia, como evolução natural e auto-organização de tecidos vivos, inspirando a criação de novas áreas das ciências exatas; até novas e poderosas técnicas sendo criadas com a finalidade especifica de resolver complexos problemas de processamento de dados e conhecimentos biológicos, tais como a comparação de seqüências de polímeros biológicos, os bancos de dados genéticos, a predição de estruturas moleculares, etc.
De forma mais fascinante ainda, constata-se que o circulo de influência mútua entre as duas disciplinas se fecha, quando se constata a cada vez mais intensa utilização de tecnologias biologicamente inspiradas (por exemplo, algoritmos genéticos), para resolver problemas da própria Biologia ! Um dos grandes estímulos para o desenvolvimento acelerado da Informática Biológica tem sido, sem dúvida, o esforço conjugado de mapeamento do genoma de diversas espécies. Sem a ajuda da Informática, qualquer um desses esforços, mesmo os dos organismos mais simples, como a levedura, seria impossível. Tanto é assim que o famoso projeto HUGO (mapeamento do genoma humano) tem investido grandes somas de dinheiro na infraestrutura computacional.
Outro estimulo importante é o crescimento de diversas linhas de pesquisa, reunidas sob o nome de Sistemas Complexos, que procura caracterizar, modelar e simular (novamente com a ajuda de computadores) diversos sistemas biológicos termodinamicamente abertos, como sistemas auto-organizados, aprendizado, sociedades animais, sistemas caóticos, transmissão e armazenamento de informação genética, etc.
Um grande estimulo para a Biologia Computacional e para a Informática Biológica tem sido as bases de dados biológicos informatizadas e as redes acadêmicas internacionais. Atualmente, e impensável realizar pesquisa, desenvolvimento e produção em certas áreas da Biologia, como Engenharia Genética, Taxonomia, etc., sem o acesso as bases de dados contendo seqüências de DNA, genomas, proteínas, organismos, etc. O acesso internacional e a contribuição acelerada a essas bases, assim como a comunicação entre os biólogos e demais profissionais trabalhando na área é enormemente facilitada pelas redes Internet, Bitnet e outras, que por sua vez servem de esqueleto para implementar numerosas redes conceptuais, tais como a do Centro Internacional de Engenharia Genética, de Trieste; da Rede Brasileira de Biologia Molecular, da EMBRAPA, da Base de Dados Tropical, da Fundação "André Tosello", etc. Algumas organizações de pesquisa biológica, como o European Molecular Biology Laboratory (EMBL), em Heidelberg, e outras, assumiram o papel de gigantescas provedoras de informação em forma eletrônica em Biologia.
O crescimento da Informática Biológica e da Biologia Computacional também se reflete no grande número de novos títulos de revistas especificamente dedicadas ao tema, congressos, livros, etc.; e ate os primeiros cursos de pós-graduação. A realidade do dia-a-dia do biólogo foi irreversivelmente mudada com o uso do microcomputador e da estação de trabalho como ferramentas de acesso, armazenamento e manipulação de dados. E' possível que a Biologia seja a primeira ciência natural complexa a transpor os limiares estabelecidos pelas ciências eminentemente quantitativas, como a Física. Se isso acontecer, certamente será por mérito quase exclusivo da Informática, que se constitui como a única metodologia capaz de enfrentar a complexidade matemática dos sistemas biológicos.
In English:
Gradually, over the past
five years,
biology has eagerly appropriated the tools provided by IT. This
progression has been so rapid and overwhelming, that
there are
already not just one but several subspecialties of biology and IT that
form a rich mosaic of multidisciplinary, where gradually the old
distinction between the two areas dissolves. Computational biology,
computational genetics, mathematical ecology, evolutionary or genetic
algorithms, artificial neural networks, are now several of these names
that typify the interaction between Computing and Biology; in both
directions: from concepts of biology, as the natural evolution and
self-organization of living tissues, inspiring the creation of new
areas of exact sciences, to powerful new techniques being developed
with the specific purpose of solving complex problems of data
processing and biological knowledge, such as the comparison of
sequences of biological polymers, the genetic databases , the
prediction of molecular structures, etc..
More fascinating still, it appears that the circle of mutual influence between the two disciplines closes, when we see the increasingly intense use of biologically inspired technologies (eg genetic algorithms) to solve problems of the own biology! A major stimulus for the accelerated development of the Biological Informatics has been, without doubt, the combined efforts of mapping the genome of several species. Without the help of IT, any of these efforts, even those of simpler organisms such as yeasts, it would be impossible to achieve. So much so that the famous HUGO project (mapping the human genome) has invested large sums of money in the computing infrastructure.
Another important thing is to encourage the growth of several lines of research, grouped under the name of Complex Systems, which seeks to characterize, to model and to simulate (again with the aid of computers) various thermodynamically open biological systems, such as self-organizing systems, learning animal societies , chaotic systems, transmission and storage of genetic information, etc..
A great stimulus for Computational Biology and Biological Informatics has been the computerized databases of biological data and the international academic networks. Currently, it would be unthinkable to conduct research, development and production in certain areas of biology such as genetic engineering, taxonomy, etc., without access to databases containing DNA sequences, genomes, proteins, organisms, etc.. International access and accelerated contribution to these databases, as well as the communication among biologists and other professionals working in the area is greatly facilitated by the Internet networks, BITNET and others, which in turn serve as a skeleton to implement numerous conceptual networks, such as the International Centre for Genetic Engineering of Trieste, the Brazilian Network of Molecular Biology, EMBRAPA, Base Tropical of the "André Tosello" Foundation , etc.. Some biological research organizations such as the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, and others, assumed the role of giant providers of information in electronic form in biology.
Growth in Biological Informatics and Computational Biology is also reflected in the large number of new journals specifically devoted to the theme, conferences, books, etc, ase well as the first graduate courses. The reality of day-to-day from the biologist was irreversibly changed with the use of the microcomputer and workstation as tools for accessing, storing and manipulating data. It is possible that Biology is the first complex natural science to conquer the criteria of hard science established by mainly quantitative sciences such as physics and chemistry. If this happens, it will certainly be almost exclusively on the merit of Computer Sciences, establishing itself as the only approach which is able to cope with the mathematical complexity of biological systems.
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