An Outline of informational Genetices

信息遗传学概论

作者：Gérard Battail

出版：Academic Press

索书号：Q3/B335/2020/ Y

ISBN: 978-7-5192-7599-0

藏书地点:武大外教中心

基因组学技术和生物信息学的发展为疾病的遗传位点鉴定提供了强有力的基础支持。 遗传与生物医学信息学研究中心围绕“疾病基因定位”这一科学问题，侧重于开发整合遗传数据和生物医学数据的分析方法与工具，并把它们应用到精神神经类疾病及相关疾病的研究中。 进一步，表观基因组学、转录组学和代谢组学等多组学也是研究复杂疾病的重要元素。 因此，我们也同时研究复杂疾病的多组学标记识别和探索背后的生物学机制，为疾病的早期识别和精准干预提供科学依据。 具体研究内容包括但不限于： 基于芯片和测序数据的疾病遗传位点鉴定： 建立了系统完善的基于大规模芯片数据和测序数据（外显子组、全基因组）来鉴定疾病及相关表型遗传位点的分析平台，并应用于多种疾病数据的分析中。

遗传信息（genetic information）指生物为复制与自己相同的东西、由亲代传递给子代、或各细胞每次分裂时由细胞传递给细胞的信息，即碱基对的排列顺序，或指核苷酸的排列顺序，DNA中的脱氧核苷酸、RNA中的核糖核苷酸的排列顺序。

在1866年首先是由G.J.Mendel（1866）的研究形成了概念，即相应于生物各种性状的因素（称为基因）中包含着相应的信息。以后G.Beadle等人（1941）所开创了遗传生物化学的研究，描绘出这样一个轮廓：基因和决定生物结构与功能的蛋白质之间具有一对一的对应关系。

关于基因的化学本质方面，根据O.T.Avery等（1944）进行的转化实验，以及A.Hershey和M.Chase（1952）用大肠杆菌噬菌体的DNA进行的性状表达实验，已阐明DNA是遗传信息的载体。附着DNA结构研究的进展，1960年已经确立了这样的概念，即基因所具有的信息可将DNA的碱基排列进行符号化。信息在表达时，DNA的碱基排列首先被转录成RNA的碱基排列，然后再根据这种排列合成蛋白质。有的病毒的遗传信息的载体不是DNA，而是RNA。遗传信息不仅有相应于蛋白质的基因信息，也包括对信息解读所必需的信息、控制信息表达所必需的信息，以及生物为了复制与自己相同结构所必需的一切信息。

遗传可被视为是极长时间尺度上的基因组信息传递。然而，基因组会在像人类生命这样短暂的时间尺度上产生偶发性错误（即突变），并可能导致显著的影响。香农1948年发表的《通信的数学原理》开创了信息论这一新领域，证明了通过一个不可靠（即可能出现错误）的信道进行可靠的信息传输是可能的，但能可靠传递的信息有一个容量，超过了这个极限，可靠通信就不再可能了。

近年来随着Turbocodes等纠错编码的发明，在电子通信工程中以接近容量的方式可靠地传输信息已成为现实。我们日常生活的很多电子设备（如手机、CD、DVD、数字电视等）若没有高效的纠错码是无法工作的。遗传作为自然界在长久以前已解决的一个工程问题，也能通过信息论的角度来研究。DNA的传输容量很容易以指数形式迅速衰减，这意味着必须使用纠错码来再生基因组，才能可靠地传递遗传信息。假设这样的纠错编码确实存在，就可以解释生命世界的基本特征，如分立物种及其等级分类、连续世代的必需性，甚至是向复杂生物进化的趋势。 本书有两大目的，一是向遗传学家展示信息论和纠错码是遗传信息传递的必要工具，讨论了使用它们的一些生物学结果，并提出了基因编码的假设猜测。另一个目标是促使通信工程师对遗传学和生物学产生兴趣，以拓宽他们的视野，超越技术领域，向杰出的工程师大自然学习。

《信息遗传学概论》一书于2020年由Academic Press出版，作者是Gérard Battail。

《信息遗传学概论》一书中，研究人员介绍了信息遗传学概论的技术和方法，重点是最近的技术发展，讨论的主题主要包括分子遗传学概述；信息论综述；遗传学和信息论的事实；错误校正码的概要；基因组纠错码的必要性及其后果；辅助假设；嵌套系统；生物的真实性符合这些假设；基因组编码的鉴定等。《信息遗传学概论》一书从各个方面讲解了信息遗传学的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究信息遗传学的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。

《信息遗传学概论》一书作为计算机科学和生物学相结合的专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：

1、本书分为13个章节，既讲解了信息遗传过程基础知识，还讲解了深入研究信息遗传学的方法，是一本应用性很强的书籍，对于想要学习如果研究信息遗传学概论的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。

2、每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，作者能够从中了解到信息遗传学概论相关的专业知识以及最新的前沿进展。

总的说来，《信息遗传学概论》一书为想要了解信息遗传学概论研究方法的人员提供了清晰的导读路径，作为信息遗传学概论领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

关于作者：

杰拉德·巴特尔（Gérard Battail）是法国国家高等通信学院的退休教授，法国著名的信息论和纠错编码专家，曾担任信息论领域国际权威期刊IEEE Transactions on Information Theory的副主编。他在1997年退休以后开始致力于将信息论应用于自然科学，尤其是研究信息论和纠错编码在遗传和生物进化中的作用。

本书目录：

前言

1. 介绍

2. 分子遗传学概述

3.信息论综述

2遗传学和信息论的事实

4. 更多关于分子遗传学

5. 更多信息理论

6. 错误校正码的概要

3基因组纠错码的必要性及其后果

7. DNA是短暂的记忆

8. 玩具生活世界

9. 辅助假设，嵌套系统

10. 软代码

11. 生物的真实性符合这些假设

12. 基因组编码的鉴定

13. 结论和观点

参考书目

林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生