Informatik und andere Wissenschaften
Die Informatik, die selbst erst um das Jahr 1960 an der Schnittstelle zwischen Mathematik und Elektrotechnik entstanden ist, bietet selber Schnittstellen mit anderen Wissenschaftsbereichen. Oft dient sie dabei anfangs nur als Hilfsmittel und Werkzeug (Datenbanken, Visualisierung), um Fragen der anderen Wissensdisziplinen effizienter und schneller beantworten zu können. Die tiefere Durchdringung der Disziplinen führt darüber hinaus aber auch zu neuen Fragestellungen, Techniken und Methoden. Beispiele sind die Chemieinformatik, Geoinformatik und Medizininformatik, und, am weitesten fort geschritten, die Bioinformatik, die hier als Beispiel dienen soll.
Die Bioinformatik verwendet bekannte und ersinnt neue Techniken der Informatik, der Mathematik und der Statistik, um damit biologische Probleme zu lösen. Der Fokus der wissenschaftlichen Arbeit kann dabei sowohl auf der Erforschung neuer informatischer und mathematischer Verfahren liegen, mit denen biologische Probleme gelöst werden sollen; als auch auf dem Zugewinn an biologischem Wissen, das durch Anwendung solcher Hilfsmittel generiert werden kann.
Ein Beispiel bioinformatischer Forschung ist die Genomassemblierung: Die Schrotschuss-Sequenzierung (shotgun sequencing) wurde zum ersten Mal im Jahre 1995 bei der Sequenzierung des Bakteriengenoms von Haemophilus influenzae verwendet. In den Jahren 1998 bis 2001 sequenzierte die Firma Celera damit das menschliche Genom, und heute dominiert diese Technik die Genomsequenzierung. Die Schrotschuss-Sequenzierung erzeugt keine durchlaufende Sequenz des Genoms, sondern es werden die Sequenzen von Millionen von Bruchstücken bestimmt, jedes nur 600-800 Nukleotide lang. Diese Bruchstücke überlappen sich teilweise und können zu einem Genom zusammengesetzt werden – mit einer Länge von bis zu 3 Milliarden Buchstaben im Falle des menschlichen Genoms. Dies ist eine unmögliche Aufgabe für einen Menschen, doch Computer können sie mit Hilfe immenser Rechenleistung und effizienten informatischen Werkzeugen wie beispielsweise verteiltem Rechnen mithilfe von das Problem abgestimmten Algorithmen lösen.
Die Bioinformatik ist eine dynamische Wissenschaft, getrieben insbesondere durch die kontinuierlichen Forstschritte in der Biotechnologie, die es erlauben, immer neue Aspekte der biochemischen Prozesse des Lebens zu beobachten und zu quantifizieren. Die Bioinformatik ist andererseits ein Eckpfeiler der Biotechnologie, beispielsweise in der Medikamentenforschung: Die Hälfte aller Medikamenten-Neuzulassungen kommen bereits aus dem Labor von Biotechnologie-Firmen (Der Spiegel vom 11.04.2005, S. 84ff).