バイオインフォマティクスは日本語では「生物情報学」と訳されます。
端的には生命現象を情報学の観点から解き明かす学問と説明できますが、専門にして学んでいる学生であっても、バイオインフォマティクスを詳しく説明できる方は少ないのではないでしょうか。
また、将来どう生かせるのか不安を抱える学生は少なくありません。
そこで、本記事ではバイオインフォマティクスについて概念から詳しく説明し、市場の将来性や役立て方について解説します。
本格的にバイオインフォマティクスを勉強したい学生の方や、その先にどの様な職業に就けるのか知りたい方、バイオインフォマティクス領域の今後の将来性について知りたい方はぜひ参考にしてみてください。
そもそもバイオインフォマティクスとは？
理系の世界ではよく耳にするようになったバイオインフォマティクスですが、この意味や学問領域を正確に理解している人は少ないのではないでしょうか。
ここではバイオインフォマティクスが発展した背景からご説明し、具体的な応用の仕方についても取り上げるので理解を深めていきましょう。
バイオインフォマティクスは最先端の学問領域
バイオインフォマティクスは、日本語では「生物情報学」と訳され、一言で表すと「生物が持っている様々な情報を計算機で解析する分野」です。
この分野は現代において急速に拡大してきました。
その要因は、生物学と情報学の２つの領域の発展が大きく関わっています。
まず生物学ではバイオテクノロジー技術の進展により、1980年代後半から始まったゲノム配列解析プロジェクトが挙げられます。
この取り組みにより生物のゲノム情報が徐々に明らかにされ、2003年にはヒトゲノムの解析を完了するという快挙を成し遂げました。
一方で、情報学においては社会的にみてもインターネットや携帯電話の発展によって日常生活すら大きく変化しているほど急速に変化している事がわかります。
以上の2つの分野の急速な発展が掛け合わされ、生物学で得られた膨大な情報を、高度に発展した最新の情報技術を駆使して定量的に扱い解析される様になったのが、バイオインフォマティクスです。
このように未だ謎の多い生命現象を明らかにできる可能性が高いことから、バイオインフォマティクスは今後の生命科学の未来を切り開く新しい学問領域として大いに注目されています。
バイオインフォマティクスの研究領域とは？
それでは、最先端の技術として注目を浴びるバイオインフォマティクスはどのような研究領域に恩恵をもたらすのでしょうか。
以下ではゲノム解析、生体内におけるネットワーク解析、タンパク質の構造解析という3つの研究領域について紹介します。
ゲノム解析
ヒトを含む生物の多くはゲノムが解読され、現代においては様々なデータベースで確認する事ができます。
このゲノムを使用し、別の生物同士の情報を比べることで進化の過程を予測する事ができるようになりました。
例えば、遺伝子的にヒトに最も類似している生物を探すと、それはチンパンジーであり約2%程の遺伝子の違いがあるということがわかりました。
この様に、類似している動物同士を探すことで生物の進化系統樹を予想することが可能となりました。
参考：National Center for Biotechnology Information「Genome」
生体内におけるネットワーク解析
生命現象は、生体内外の多くの分子が相互作用することにより成り立っており、これまでの生物学では遺伝子やタンパク質など、生体内に存在している個々の部品については調査されてきました。
しかしながら、生命をシステムとして丸ごと理解するためにはこれらの部品の相互作用まで明らかにする必要があります。
例えば、タンパク質の多くは複合体を形成して働くため、単体で存在することだけが分かっていてもほとんど意味がありません。
そこで、タンパク質同士の相互作用情報を解析し、機能を推定するという事が行われています。
タンパク質の構造解析
タンパク質はアミノ酸が多数集まって構成される化合物であり、アミノ酸配列の違いにより異なる機能を発揮する事ができます。
その構造をコンピューターによって予測することは大きな課題として捉えられていたため、研究成果をまとめたものを閲覧できるサイトも存在しています。
参考：「タンパク3000構造ギャラリー」
バイオインフォマティクスは人類にどう役立つ？
上記では多岐にわたるバイオインフォマティクスの研究領域について紹介してきました。
それでは、私たち人類にとってはどのような恩恵をもたらしてくれるのでしょうか。
例を挙げてみていきたいと思います。
創薬領域の発展
バイオインフォマティクスの発展により最も恩恵を得られるものが創薬の分野です。
これまで新薬開発の成功率は30000分の1というデータもあり、莫大な時間とコストをかけて行われてきました。
その原因は新薬開発がこれまでほとんど偶然の発見により行われてきたためです。
有名な例だと、現在勃起不全の治療薬として使われ、肺高血圧症の薬ともなっている「バイアグラ」は元々は狭心症という心臓の病気の治療を目指して作られていました。
この様に手当たり次第に薬を作ってみた結果、運よく新薬を開発できた、という事が多くありました。
この流れを打破し、論理的かつ科学的な根拠に基づいた創薬を可能にするのがバイオインフォマティクスです。
大量のデータとそれを処理する情報技術により、薬の人間への安全性や体内動態を予測する事ができるため、開発の途中で失敗するという事が少なくなり効率的な創薬が可能になりました。
参考：大日本住友製薬「薬ができるまでの、長い道のり Vol.1」
農業における新製品の開発
今後期待されているのが、作物や果樹のバイオインフォマティクス研究による農業領域への応用です。
この研究を進めることで品種改良を発達させる事ができれば、より美味しく、より外部環境に強い農作物を作る事ができる様になります。
これにより食糧危機の解決に貢献することも可能になるでしょう。
バイオインフォマティクスの将来性
現代においてバイオインフォマティクス領域が全盛期を迎え、人類へもたらす影響にも大きな期待が寄せられている事がわかりました。
それではこの学問領域の将来性は見込めるのでしょうか？
また、バイオインフォマティクスを学んだ人々はどのように活躍できるのでしょうか？
ここでは市場と人材の2つに焦点を当てて、バイオインフォマティクスの将来性について考えていきましょう。
バイオインフォマティクスは脅威の成長市場
バイオインフォマティクス市場の2020年から2027年までの1年平均成長率（compound average growth rate：CAGR）は13.4%であり、近い将来大幅な成長が見込まれています。
創薬の発展が人々にもたらす恩恵は大きいものと考えられましたが、その影響が数値でも予想されており、バイオインフォマティクス市場の更なる成長は確実なものと言えるでしょう。
参考：Report Ocean「バイオインフォマティクス市場は、2027年まで13.4％のCAGRで目覚ましい成長が見込まれています」
バイオインフォマティクス領域は人材不足!?
結論から申し上げますと、バイオインフォマティクス人材は不足しており、今後市場も拡大していくことから人材不足は更に深刻になっていくと予想できます。
そもそもバイオインフォマティクスという領域が確立したのがここ最近ですので、人材不足は納得のいく事実であるでしょう（東京大学の情報生命専攻が設立されたのも2003年です）。
そして、この領域では人材がなかなか育ちにくいということも問題点として挙げられています。バイオインフォマティクス人材となるためには、ウェット（実験）とドライ（計算機）の両方に精通している必要があり容易ではないためです。
なお、ウェットとドライという言葉に聞き馴染みのない方は以下の記事をご覧ください。
今後も人材不足はより深刻になっていく事が予想できるため、将来が不安な学生も今からバイオインフォマティクスのスキルを身につけておくことは就職においても大きなアドバンテージとなることでしょう。
まとめ
本記事ではバイオインフォマティクスについて以下の内容を中心に紹介しました。
・バイオインフォマティクスは最先端の学問領域であること
・創薬分野を始め、様々な領域への応用が期待できること
・市場拡大は必須であり、今後更なる人材不足が予想できること
バイオインフォマティクスを学ぶことは将来の可能性を大きく広げる選択肢の1つであるため、興味のある方はぜひ勉強しましょう。
