系统生物学简介系统生物学简介周天寿中山大学数学与计算科学学院mcszhtsh@mail.sysu.edu.cn报告内容什么是系统生物学基因调控网两种典型的研究方法我们的研究系统生物学系统生物学可行生物实验海量数据的日益聚集，为系统地研究性生物系统提供了可行性1.2002年3月美国《科学》周刊登载了系统生物学专集；2.系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力;3.Nature出版组织开辟了专刊：MolecularSystemsBiology重要性系统生物学与人类基因组计划的关系：正是在基因组学、蛋白质组学等新型大学科发展的基础上，孕育了系统生物学；反之，系统生物的诞生进一步提示了后基因时代的生命科学研究能力系统生物学系统生物学系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成基本分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成，以及含义在特定条件下这些组分间相互关系的学科。系统生物学不同于以往的实验生物学(仅关心个别的基因和蛋白质），它要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。系统生物学的研究目标是：对于某一生物系统,研究目的建立一个理想的模型,使其理论预测能够反映出生物系统的真实性系统生物学系统生物学::本质成分本质成分•Viewingbiologicalsystemsasawhole,ratherthansolelyintermsoftheircomponentparts；•Mathematicalmodeling；•Iterativeanalysis,withexperimentaldatainformingmodels,whichinturnrefinetheexperiments：•Movingbetween/andintegratingsystemsatdifferentscales—fromatomsuptoecosystems;•Interdisciplinarycollaborationbetweenresearchersfromdiversesubjectareas,bothwithinbiology(includingphysiologists,developmentalbiologists,evolutionarybiologists,neuroscientists,cellbiologists,genomiciststonamebutsome),andbeyondbiology(drawinginmathematicians,physicists,computerscientists,andsocialscientists)系统生物学系统生物学对选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描绘出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理，以此构造出一个初步的系统模工型；系统地改变被研究对象的内部组成成分（如基因突变）或外作部生长条件，然后观测在这些情况下系统组分或结构所发生流的相应变化，包括基因表达、蛋白质表达和相互作用、代谢程途径等的变化，并把得到的有关信息进行整合；把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型进行修订；根据修正后的模型的预测或假设，设定和实施新的改变系统状态的实验，重复第二步和第三步，不断地通过实验数据对模型进行修订和精练。系统生物学系统生物学基因体分析等研究为我们累积了巨量的数据，而生物信息学可协助我们利用这些数据加速做新的未观察，因此有机会由整体的、合成的角度检视生来物学，从而建立所谓的系统生物学。生物学系统生物学（交错地运用化约与合成两种观点）将建立起生物学的理论架构，使传统生物学由描述性的科学，转型变成一种分析性的未来生物学。报告内容什么是系统生物学基因调控网两种典型的研究方法我们的研究自然发生的基因调控网过于复杂Yeast的基因调控网1.已妨碍了人们对自然状态的基因调控网的全貌认识;2.复杂的基因调控网是由众多简单的调控环路所组成;3.揭示这些简单网络的生物机理是理解更复杂网络的第一步.从自然调控网到工程调控网自然发生的基因调控网由以下子块组成构建子网1构建子网2···构建子网N工程基因调控网1工程基因调控网2···工程基因调控网N我们要研究的基因调控网类似于工程电路图关开工程电路图AND门操作规则AND门的自然基因环路蛋白质和诱导子作为输入，而基因的状态（开/关）作为输出刻画AND门的工程基因调控网为我们总结工程基因调控网的设计原理提供了可行性两个诱导子用于输入，g