基于生物信息學(xué)方法研究生物電磁學(xué)機(jī)理.pdf

1、近年來(lái)隨著電磁場(chǎng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，人們也越來(lái)越關(guān)注電磁場(chǎng)對(duì)健康的影響。本文回顧了幾十年來(lái)生物電磁學(xué)發(fā)展的理論與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展。從分子層次，借助生物信息學(xué)方法研究了生物電磁學(xué)效應(yīng)。在以下方面做了一些創(chuàng)新性的研究。 應(yīng)用量子化學(xué)方法研究了水分子、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及神經(jīng)遞質(zhì)分子，以及各種氨基酸與堿基分子的偶極矩等電磁特性，由計(jì)算可知這些分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)都落在微波頻段，為生物電磁學(xué)效應(yīng)提供了有力證據(jù)

2、。 通過(guò)研究細(xì)胞膜骨架分子磷脂、膽固醇分子的偶極矩與振動(dòng)譜等，提出這些分子可能接受到電磁輻射而對(duì)細(xì)胞膜的特性產(chǎn)生影響。特別是在膜固有的跨膜電場(chǎng)的作用下，這些分子本身還可發(fā)生電子結(jié)構(gòu)上的變化。 在宏觀層次上研究生物電磁學(xué)效應(yīng)時(shí)，我們通過(guò)建立隱馬爾可夫、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法相結(jié)合的優(yōu)化模型算法，搜尋了在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中起關(guān)鍵作用的蛋白激酶家族中，可能對(duì)電磁場(chǎng)敏感的特征蛋白質(zhì)序列片段，同時(shí)也有助于對(duì)蛋白質(zhì)的分類。通過(guò)該模型

3、算法搜尋與電磁場(chǎng)相關(guān)的ODC(鳥(niǎo)氨酸脫羧酶)保守性特征序列片段motif，進(jìn)而在空間三維結(jié)構(gòu)顯示它們的位置，這為電磁場(chǎng)是否影響蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)提供了新的思路和方法。 探索性地研究了激酶的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，試圖進(jìn)一步研究對(duì)電磁場(chǎng)敏感的基因、蛋白質(zhì)的起源和進(jìn)化的動(dòng)力等重要問(wèn)題。通過(guò)初步以圖論思想建立的對(duì)基因表達(dá)、蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)模型，力圖具體確定哪一種分子首先對(duì)外界輻射的電磁場(chǎng)產(chǎn)生直接反應(yīng)的，從而引起整個(gè)相互作用網(wǎng)絡(luò)發(fā)生進(jìn)一步的生物學(xué)效