系统生物学:修订间差异

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系统生物学开始于对基因和[[蛋白质]]的研究,该研究使用[[高通量基因克隆技术|高通量技术]]来测定某物种在给定条件干涉下[[基因组]]和[[蛋白质组]]的变化。研究基因组的高通量技术包括用来测定[[mRNA]]变化的[[生物芯片]]技术。高通量[[蛋白质组学]]方法包括[[质谱]],该技术用于鉴定蛋白质,检测蛋白修饰和量化蛋白质表达水平。
系统生物学开始于对基因和[[蛋白质]]的研究,该研究使用[[高通量基因克隆技术|高通量技术]]来测定某物种在给定条件干涉下[[基因组]]和[[蛋白质组]]的变化。研究基因组的高通量技术包括用来测定[[mRNA]]变化的[[生物芯片]]技术。高通量[[蛋白质组学]]方法包括[[质谱]],该技术用于鉴定蛋白质,检测蛋白修饰和量化蛋白质表达水平。


== 史 ==
== 史 ==
系统生物学的概念由来已久。生物学家及生化学家早就意识到,纵向的单个分子及其通路〔如蛋白质,或更常见的酶〕细致研究仅仅是对于认识生命科学的可行的、必要的开始。当代生物科学的进展—生物信息学—即是对以往的个别研究的归纳和演绎。
系统生物学的概念由来已久。生物学家及生化学家早就意识到,纵向的单个分子及其通路〔如蛋白质,或更常见的酶〕细致研究仅仅是对于认识生命科学的可行的、必要的开始。当代生物科学的进展—生物信息学—即是对以往的个别研究的归纳和演绎。


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21世纪伊始,系统生物学的发展进入了细胞信号传导与基因表达调控研究的细胞、分子系统生物学时期,国际、国内的系统与合成生物学、系统遗传学等研究机构纷纷建立而进入了系统生命科学时代。
21世纪伊始,系统生物学的发展进入了细胞信号传导与基因表达调控研究的细胞、分子系统生物学时期,国际、国内的系统与合成生物学、系统遗传学等研究机构纷纷建立而进入了系统生命科学时代。


2001年第二屆國際系統生物學會(2nd International Conference on Systems Biology;ICSB 2001)對”系統生物學”的解釋為:系統生物學是對生物體整個過程做一全面性的定量研究,並非以生物體的某一部分為對象。目的是要建立模式並以實驗來證實其可預測的生物體的表現)。簡單的說,這樣的研究方法就是利用資訊科學及微機電工程的技術來研究生物學的問題,最後並希望能夠利用電腦運算的結果,來預測細胞、器官、系統甚至完整生物體的表現。
2001年第二届国际系統生物學會(2nd International Conference on Systems Biology;ICSB 2001)對”系統生物學”的解釋為:系統生物學是對生物體整個過程做一全面性的定量研究,並非以生物體的某一部分為對象。目的是要建立模式並以實驗來證實其可預測的生物體的表現)。簡單的說,這樣的研究方法就是利用資訊科學及微機電工程的技術來研究生物學的問題,最後並希望能夠利用電腦運算的結果,來預測細胞、器官、系統甚至完整生物體的表現。


最先把DNA测序自動化,同時也是1985年首先推動基因体計畫的科學家之一的{{link-en|萊諾伊·胡德|Leroy Hood}}(Leroy Hood)博士2000年最早建立系統生物學研究所,並認為系統生物學是研究一個生物系統內所有組成份的構成,以及在特定條件下這些組成份相互關係的學科。並在2000年1月與{{link-en|阿蘭·阿德雷姆|Alan Aderem}}及{{link-en|魯迪·艾伯索爾德|Ruedi Aebersold}}等者創立一個非營利性質的研究機構:系統生物學研究所(Institute for Systems Biology),致力於系統生物學在生命科學相關領域的研究與應用。
最先把DNA测序自動化,同時也是1985年首先推動基因体計畫的科學家之一的{{link-en|萊諾伊·胡德|Leroy Hood}}(Leroy Hood)博士2000年最早建立系統生物學研究所,並认为系統生物學是研究一個生物系統內所有組成份的構成,以及在特定條件下這些組成份相互關係的學科。並在2000年1月與{{link-en|阿蘭·阿德雷姆|Alan Aderem}}及{{link-en|魯迪·艾伯索爾德|Ruedi Aebersold}}等者創立一個非營利性質的研究机构:系統生物學研究所(Institute for Systems Biology),致力於系統生物學在生命科學相關領域的研究與應用。


{{link-en|萊諾伊·胡德|Leroy Hood}}博士在2001年3月訪問台灣時,對系統生物學曾有以下的描述:系統生物學是將DNA、RNA、蛋白質以及三者彼此之間的交互作用等資訊加以整合,並運用這些資料去建立出數學計量模型,以期能掌握所有生物基因與組織間的關係及運作。因此系統生物學的研究過程是先取得一個生物、組織或細胞系統,辨識出各種內部因素,在獲得DNA、RNA及蛋白質相互作用及資訊網路方面整合所獲得的資訊,然後开发出能描述系統結構和行為的數學模型,最後可以藉由此一個模型系統,使這個系統可以自動執行所需的功能。因此系統生物學是結合許多不同學科的領域,透過彼此相互的網狀合作,針對一個生物現象所進行的研究。
{{link-en|萊諾伊·胡德|Leroy Hood}}博士在2001年3月訪問台灣時,對系統生物學曾有以下的描述:系統生物學是將DNA、RNA、蛋白質以及三者彼此之間的交互作用等資訊加以整合,並運用這些資料去建立出數學計量模型,以期能掌握所有生物基因與组织間的關係及運作。因此系統生物學的研究過程是先取得一個生物、组织或細胞系統,辨識出各種內部因素,在獲得DNA、RNA及蛋白質相互作用及資訊網路方面整合所獲得的資訊,然後开发出能描述系統結構和行為的數學模型,最後可以藉由此一個模型系統,使這個系統可以自動執行所需的功能。因此系統生物學是結合許多不同學科的領域,透過彼此相互的網狀合作,針對一個生物現象所進行的研究。


而{{le|北野宏明|Hiroaki Kitano}}(Hiroaki Kitano)博士認為系統生物學的研究可以包含四大部分,分別利用資訊科學、分析、技術、[[基因组學]]四者形成環型而連續的關係,建立出一個新的研究模式<ref>(Kitano, 2002)</ref>,並且利用這一模式所發展的一系列的工具來解決生物學家所面臨的研究問題。<ref>[曾湘文,2005]</ref>
而{{le|北野宏明|Hiroaki Kitano}}(Hiroaki Kitano)博士认为系統生物學的研究可以包含四大部分,分別利用資訊科學、分析、技術、[[基因组學]]四者形成環型而連續的關係,建立出一個新的研究模式<ref>(Kitano, 2002)</ref>,並且利用這一模式所發展的一系列的工具來解決生物學家所面臨的研究問題。<ref>[曾湘文,2005]</ref>


2008年美国NIH设立肿瘤的系统遗传学研究专项基金。
2008年美国NIH设立肿瘤的系统遗传学研究专项基金。
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* [[表觀遺傳學]]
* [[表觀遺傳學]]
* [[轉錄組]]
* [[轉錄組]]
:在有機體的,組織的或細胞水平上的[[基因表現]]的量測,通過[[DNA微陣列]]或{{le|基因表達系列分析|Serial analysis of gene expression}}。
:在有機體的,组织的或細胞水平上的[[基因表現]]的量測,通過[[DNA微陣列]]或{{le|基因表達系列分析|Serial analysis of gene expression}}。
* [[蛋白質組學]]
* [[蛋白質組學]]
* [[代謝物組學]]
* [[代謝物組學]]
:在有機體的,組織的或細胞水平上的被稱為[[代謝產物]]的小分子的量測。
:在有機體的,组织的或細胞水平上的被稱為[[代謝產物]]的小分子的量測。
* [[糖組學]]
* [[糖組學]]
:在有機體的,組織的或細胞水平上的[[醣類]]的量測。
:在有機體的,组织的或細胞水平上的[[醣類]]的量測。
* [[脂类组学]](Lipidomics)
* [[脂类组学]](Lipidomics)
:在有機體的,組織的或細胞水平上的[[脂质]]的量測。
:在有機體的,组织的或細胞水平上的[[脂质]]的量測。


除了上述給定分子的識別和量化之外,進一步的技術還分析細胞內的動力學和相互作用。 這包括:
除了上述給定分子的識別和量化之外,進一步的技術還分析細胞內的動力學和相互作用。 這包括:


* {{le|相互作用組學|Interactomics}}(Interactomics)
* {{le|相互作用組學|Interactomics}}(Interactomics)
:在有機體的,組織的或細胞水平上的分子間相互作用的研究。
:在有機體的,组织的或細胞水平上的分子間相互作用的研究。
* {{le|代謝流組學|Fluxomics}}(Fluxomics)
* {{le|代謝流組學|Fluxomics}}(Fluxomics)
:在有機體的,組織的或細胞水平上的分子隨時間變化的動態變化的量測。
:在有機體的,组织的或細胞水平上的分子隨時間變化的動態變化的量測。
* {{le|生物組學|Biomics}}(Biomics)。
* {{le|生物組學|Biomics}}(Biomics)。
:[[生物群系]]的系統分析。
:[[生物群系]]的系統分析。