ביואינפורמטיקה באוניברסיטת חיפה

דיסציפלינה חדשה שהבשילה בעשור האחרון משתמשת בטכנולוגיות מידע ואנליזה חישובית לצורך ניתוח נתונים ביולוגיים. ביואיפורמטיקה הפכה למרכיב חיוני במחקר מודרני ברוב תחומי מדעי החיים והרפואה. מידע ביולוגי, ובמיוחד רצפים גנומיים, מצטברים בקצב הולך וגובר בעקבות פריצות דרך בשיטות מחקר ביוטכנולוגיות. סדרה של פיתוחים של טכנולוגיות לריצוף דנ"א משנת 2008 עד 2013 הגדילו פי 10,000 את היכולת לרצף גנומים שלמים של כל יצור חי. הפיתוחים האלה אפשרו את תור הזהב של העידן הגנומי וכיום ניתוח גנומים שלמים הוא בהישג ידה של כל מעבדה ביולוגית. עקב כך, מאגרי המידע הציבוריים גדלו לנפחים אדירים והניתוח של נתונים אלה מאתגר את הקהילה המדעית באקדמיה ובתעשייה הביוטכנולוגית. האתגרים הללו עודדו פיתוחים אלגוריתמיים ותיאורטיים ועושר רב של שיטות מחקר חישוביות, כלי תוכנה ומאגרי מידע לטיפול בשאלות שונות החל מזיהוי גנים, דרך ניתוח רמות ביטוי של גנים ורשתות רגולציה של ביטוי מהגנום כולו, וכלה בזיהוי שלל החלבונים המבוטאים ברקמה או באורגניזם השלם. תחום מרכזי נוסף שמספק אתגרים חישוביים הוא ניתוח של מבנים תלת-מימדיים ופעילות של חלבונים ומאקרו-מולקולות ביולוגיות אחרות. אלו הן מכונות ננומטריות המורכבות מאלפים רבים של אטומים, ומתווכות תהליכים ביוכימיים מורכבים כגון תקשורת תאית, פעילות קטליטית, פעולות מכאניות וחשמליות בתא, ועוד. ניתוח ביו-פיסיקלי של פעולת חלבונים דורש פיתוח מודלים פיסיקליים ואלגוריתמים יעילים – אתגר שזיכה שלושה חוקרים בולטים בתחום בפרס הנובל בכימיה לשנת 2013. כך המחקר והפיתוח בביואינפורמטיקה מגשר בין מדעים מדויקים כמו מתמטיקה, סטטיסטיקה, ומדעי המחשב לבין מדעי החיים ומדעי הטבע, ומשפיע רבות על שתי הדיסציפלינות.