系统生物学概述

《系统生物学概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com系统生物学概述北野宏明著吕吉尔译要在系统永平上理解生物学，就得考查细胞和有机体功能的构成及愿动力，而不能只考查细胞或有机体各部分各自的特征。因此，诸如稳健性之粪的系统特性就成了中心议题，而对这些特性的理解剐将对医学的来来带来冲击。然而，系统生物学领域所取得构成就要能真正发挥其潜在的巨大作用则要求在实验装置、先进软件和分析方法等众多方面取得襄破自诺贝尔特·维纳(NorbertWeiner)的时代起．图表。这些图表所提供的关于系统某一部分的改变如系统水平上的理解就一直是生物科学领域里反复出现何影响其他部分的知识是有限

2、的，但要理解一个特定的一个主题。人们今天重又对它产生兴趣的主要原因系统发挥作用的方式．我们就必须首先考查各个组成是．分子生物学领域的进步，尤其是在基因组排序和部分在系统运转过程中是如何动态地相互作用的=我大批量检测方面的进步，使我们能够采集到有关系统们必须寻找下列问题的答案，例如：每条信号线上的性能的全面数据并获得基本分子的有关信息．这在维电压是多少?这些信号是如何编码的?我们怎样才能纳的时代是不可能的。当时，分子生物学乃是一门新排除噪音和外部渡动的干扰来稳定电压?线路是如何兴的学科。而现在．对于在分子水平的理解基础之上在系统出现故障时做出反应的?设计原则和可

3、能的线建立系统分析来说是一个绝好的机会，它必将源源不路图形是什，厶．以及我们怎样才能对它们加以修改来断地向人们提供新的知识。改进系统的性能?系统水平上的理解，即系统生物学所提倡的方在系统水平上对生物系统的理解可以源自对下面法．要求我们转变生物学中寻求什么的观念。尽四个关键特性的深刻理解：管对基因和蛋白质的理解仍不失其重要性，但焦点集系坑构成这些构成包括基因相互作用和生化路中在理解一个系统的构成和原动力上：因为一个系统径的网络，也包括这些相互作用借以调节细胞内部结不只是一个由基因和蛋白质组成的集合，它的种种特构和多细胞结构物理属性的各种机制。性无法仅仅通过描绘它

4、们之间互相联系的图表而得以系统原动力一个系统在不同条件下随时间运转完全理解。虽然这样的一张图表代表着重要的第一的方式可通过代谢分析、敏感性分析、相图等动力分步．但它类似于一个静态的“路标”，而我们真正想析方法以及分歧分析加以理解，也可通过鉴别特定行要寻求的是“交通线路图、出现这些线路隔的原因为所包含的本质机制加以理解。分歧分析跟踪系统处以及如何控制它们的方法。于多维空间状态时随时间而发生的变化，其中每一个鉴别一个有机悻全部基因和蛋白质类似于列出一维度代表有关生化要素的特定浓度。架飞机全部零件的清单。尽管这样的清单提供各个组控制方法系统控制细胞状态的机制可以把故

5、障成部分的目录，但就其本身而言．要理解所涉对象包调整到最小限度并提供用于疾病医治的潜在治疗目含的复杂性是不够的。我们需要知道这些零件是如何标。被装配在一起从而构成一架完整的飞机。这类似于蛤设计方法修改并建立具有特定特性的生物系统受基因调节的网络及其生化相互作用描绘一幅详尽的的策略可以在一定的设计原则和模拟基础上制订出l8维普资讯http://www.cqvip.com来，从而避免盲目的重复试验：微量数据就可自动发现调节关系的方法已经被提出上述任何额域的进步都要求我们对计算科学、基来。目前，这些方法采用源自mlO,A丰度的资料，因因组理论和检测技术等方面的理解有

6、所突破，并把这此可用于推断以转录调节为基础的因果关系的余地是些发现与现有知识相结台。有限的。转录后和转译后的调节机制必须在能够获得大批量数据时加以合并，但许多特性仍有待以足够的精确性或大批量地加以检测。虽然不可能把全部所要求的数据结台到自动发现系统中，但对转录调节的分析也许能提供非常有用的信息，因为它产生的多种可能假设可供我们推断网络的结构。通常，若自动发现分析产生多个假设，则说明信息量不足。此类分析可以与以平均信息量为基础的决策规则相结合，从而在理论上提出一个最大限度减少含糊网络假设的实验。虽然这样的运算珐则有待达到实用的水平，但它们可能证明有用于确定解吉糊

7、假设所需实验的最佳顺序。这一额域的进步将进一步强化生物学(见图)领域里由假设所策动的研究工作。一旦理解了网络结构，我们就能够详细系统地研究网络的动态特性：事实上．在网络动态特性基础上对原动力和结构的分析是互相交叉的过程，因为动态系统生糟学领域里由假设所策动的研究一分析可能产生对未知相互作用的有用预测。对于细胞个研究循环姑于对具有生物学意，L的对立问题的系统的动态分析，我们需要建立一个模型。但首要的选择以及创建一十代表此种现象的模型。模型既是应仔细考虑建模的目的：无论是为了获得对系统行可以自动越建也可咀人工创建。模型代表一系列为的深人理解还是为j预测复杂行为对复

8、杂刺激的反可计算的需要实验检验和支持的