区块链在基因组学中的应用

2025年4月11日 | 阅读 6 分钟

基因组分析概述

基因组学是生物学的一个独特分支,研究基因组的组成、发育、可视化以及修饰。

一个生物体的全部遗传数据,即 DNA,被称为其基因组。

此外,基因组学利用高通量 DNA 测序仪和生物信息学来测序和评估完整的基因组,从而能够组装和检查它们的功能和外观。

基因组学的区块链技术

区块链技术在开发新技术和重塑医疗领域方面具有巨大潜力。区块链是一个分布式、电子公共账本,记录所有网络信息。 区块链 正在被广泛应用于多个行业,包括银行、医疗保健和教育。尽管区块链技术相对年轻,但它已开始对医疗保健产生重大影响,尤其是在基因组医学方面。

通过在基因组学中更多地使用这项技术,研究人员将能够更多地了解疾病背后的过程。

考虑到安全性和隐私,这些信息将有助于研究人员针对一系列疾病制定更好的治疗方法和干预措施。

为什么要在基因组学中使用区块链?

以下是解释 加密货币 在基因组学中至关重要的几个原因

基因组隐私:区块链提供了卓越的数据隐私和机密性,鉴于基因组数据的敏感性和重要性,这一点至关重要。尽管这有助于防止信息被盗,但像加密这样的安全措施无法保证完全的保护。

黑客们能够突破大型企业众多高度安全的网络。尽管如此,区块链系统通过提供增强的安全措施来防止数据入侵,从而使企业受益。区块链通过哈希算法安全地存储数据,这有助于企业在共享信息和数据安全方面受益。

基因组数据通信:有了分布式账本系统和基因组数据,匿名化的遗传信息现在可以全球共享。区块链的去中心化结构使得企业能够轻松安全地共享数据。通过将数据放入由区块链技术创建的独特账本中,数据可以安全地保存在数据库中。

基因组数据的不可篡改性:区块链通过使组织基因组不可篡改来帮助企业保护数据。由于根据区块链系统的去中心化特性,遗传数据无法被更改,任何修改都会显示在所有节点上,这使得任何人都不可能对其进行操纵。因此,可以说基因组知识的交流是非常安全的。

效率:该公司利用区块链技术,通过消除可能导致基因组信息交换错误的其他方参与,来提高系统速度和效率。因此,信息共享变得更加直接、更加无缝、更加快速。

降低成本:加密货币为企业节省了金钱,并在合作伙伴之间建立了信任,因为它不需要第三方。在区块链技术出现之前,企业需要支付第三方来管理区块链系统执行的所有功能,因此花费了大量的收入。

为什么生物信息学和医疗保健领域的应用适合区块链技术?

Blockchain in Genomics

区块链在生物信息学和医疗技术中发挥着至关重要的作用,因为它降低了在基因组学和医疗领域进行分析的成本。

与传统系统相比,涉及区块链平台的 डेटा 交互更快、更有效。

分布式账本的主要优点在于其不可篡改性,与易受操纵的中心化数据方法相比。区块链的每一次数据操作都变得更加公开和可识别,因为它是一个互联系统。

与以前的方法相比,区块链在防止欺诈和非法活动方面更胜一筹。

为什么区块链技术不适合医疗保健和生物信息学领域?

基因组学和医疗保健领域最重要的问题是人们不愿意提供原始数据,因为完整的基因组可以用来识别个人及其血统。

在 Bitcoin 交易中,使用哈希值存储数据,而不是存储实际数据。

除非用户使用可穿戴技术分析其发现,否则无论是基于区块链的还是现有的基因组和医疗机构都无法实现完全的保密。

区块链技术基因组技术的最新进展

为了阐明当前的模式,让我们考察一下基于区块链的技术的时代。美国国家医学图书馆 (NLM) 发表的文章将基因组学中基于区块链的结构的时代分为三个阶段

  1. 概念验证阶段(2016-2018):由于区块链理念在当今技术日新月异,因此需要核心创新来支持建议的使用案例。在本阶段,开发可行的解决方案以证明区块链在医疗记录管理方面的适用性仍然是主要目标。如今,基于区块链的应用程序包括
    • 整合基因信息和电子健康记录 (EHR) 的交换;在不同的时代,研究主要通过 EHR 交换进行。
    • 尽管建议的方法通过逐步减少分布式账本部分在框架内包含附加创新,但在该时期开发了基于 Bitcoin 的医疗系统的完整设计。
  2. 区块链发展阶段(2019-2020):如今,大多数建议的应用程序都是基于云和 加密 的高级应用程序。在此期间,主要的研究领域包括
    • 与前一个时期一样,研究侧重于开发一个基于区块链的医疗系统。
    • 研究不再关注追踪患者和疾病的预警,而是利用不同的密码学技术来提高系统的安全性,实施支持区块链的部分,并评估效率。
  3. 区块链作为信息系统阶段(2021 年至今):在此阶段,加密货币通过一个集成了额外人工智能技术的应用程序而得到转化。这一时间段可以看作是创建区块链驱动数据环境的开端。在此期间,主要的研究领域包括
    • 构建一个由区块链驱动的医疗网络,包括疾病预测和患者特征追踪,是研究的中心领域。
    • 为了更关注这些问题并通过这个角度评估系统的成功,最近将人工智能技术应用于框架。

基因组学应用的区块链技术

本节列出了目前正在使用的各种由区块链驱动的基因组学应用程序,包括对 RQ2 的回答:区块链技术在基因组学领域有哪些潜在用途?因此,学术机构和商业团体都对数字货币在基因组学中的应用感兴趣,它们对这项创新的潜在应用有不同的目标。我们根据分布式账本中发生的货币交易数量以及信息共享情况,将它们分为两个不同的类别,以进一步阐明我们的分类方法。商业基因组交易所通常具有经济结构,旨在方便人们以现金交换基因数据的替代方式。

此外,这些市场通常吸引拥有遗传数据的特定消费者或患者。因此,资产或加密货币经常被用作奖励来鼓励信息共享。

商业基因组市场

在过去十年中,由于技术进步,基因组测序现在更快、成本更低,因此有很大一部分消费者被那些商业化基因组测序的 DTC(直接面向消费者)企业所吸引。制药公司是像 23andMe 这样的 DTC 公司的一部分,它们将提供对收集到的基因序列的访问权限作为其创收策略的一部分。关于购买这些遗传数据所产生的利润,人们对其公平性存在担忧。一些人认为,个人而不是中间商应该获得收益。

因此,涌现了一类新兴企业,它们利用区块链技术围绕基因组数据交换创建一个透明的市场。建立在加密货币之上的基因组市场有望消除对中间商的需求,同时让人们对其数据拥有主权。对于分享或租赁其遗传数据的个人,会提供各种奖励。 比特币 是这些市场中特别流行的奖励。