系统生物学第一章系统生物学概况.pptVIP

*整合－系统生物学的核心系统内不同性质的构成要素（基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等）的整合。从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合。研究思路和方法的整合。需要生命科学、信息科学、数学、计算机科学等各种学科的共同参与，真正实现这种整合还有很长的路要走。经典的分子生物学研究——垂直型的研究。基因组学、蛋白质组学和其他各种“组学”——水平型研究。系统生物学的特点——把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究。ProteinGenesGenesProteinsTranscriptions●●●OMICsSystemBiologyGenesProteinGenomicsProteomics●●●系统生物学的特征：各种生物分子的整合GenomeTranscriptomeProteomeCitricacidcycleMetabolome系统生物学的特征：各种层次的整合系统生物学1，2，3，n组学（发现的科学）基因（蛋白质）基因克隆基因表达基因突变蛋白质结构蛋白质相互作用酶活力实验生物科学（假设驱动的科学）系统生物学的特征：小科学与大科学的整合系统生物学的特征：实验科学与理论科学的整合MolecularBiologyCellBiologyGenomicsProteomicsMetabolomicsWetLaboratoryComputingInformaticsModelingMathematicsDryLaboratory系统生物学系统生物学三大学科基础生命科学信息科学系统科学系统生物学的学科交叉特性生物学物理学化学工程学数学计算科学系统生物学，是把孤立的在基因水平、蛋白水平的各种相互作用、各种代谢途径、调控途径等融合起来，用以说明生物整体，高通量的组学实验平台构成了系统生物学的大科学工程.实验技术（WetPart）信息技术（DryPart）两大技术支撑实验技术基本技术离心与层析酶切与电泳PCR技术杂交和印迹技术高通量技术新DNA测序技术克隆载体与DNA文库DNA和蛋白质芯片酵母双杂交质谱技术ChIP-chip和ChIP-PET技术转基因生物、RNA干扰各种显微示踪技术等/计算技术程序设计语言面向过程与面向对象的程序设计常用的编程工具程序设计技术01计算机网络概述服务器-客户端结构网络开发的LAMP体系网络技术03--相对于实验，它是理论；--相对于理论，它是实验。计算具有实验和理论双重属性：05并行计算与串行计算的比较微机集群的架构与应用并行计算的新趋势：基于多核CPU与GPGPU的程序设计平行计算技术04数据管理方式的演变关系型数据库与SQL语言数据的集成与交换数据库技术02后基因组时代的生命观：复杂系统酵母的基因功能网络后基因组时代的生命观：复杂系统细胞信号转导网络神经网络后基因组时代的生命观：复杂系统美国约翰霍普金斯大学医学院研究了个体的基因组内的DNA甲基化变化。DNA样本来自冰岛大约600个人，分别于1991年和2002年至2005年间采得。研究人员测量了111个样本中每个样本的DNA甲基化总量，并比较了同一个人的采自2002年至2005年间和1991年的DNA甲基化总量。果发现，在这大约11年的时间跨度中，大约三分之一个体的甲基化量发生了变化。不过变化的方向并不一致——一些人的甲基化总量增加，另一些人的则发生丢失。人类基因组终生在变化传统生物科学（中国传统医学）输入输出经典生物实验科学输入输出A(基因/蛋白质)B(基因/蛋白质)系统生物学输入输出系统生物学是认识生命复杂系统的新角度综合性研究分析性研究分析+综合研究系统生物学是21世纪生命科学革命的代表科学革命科学革命常规科学常规科学科学家对自然界的认识程度中心法则的发现分子生物学的诞生系统生物学的诞生人类基因组计划19501990时间*经典生命科学与系统生物学之比较经典生命科学简单化线性化定性化实验化系统生物学复杂化网络化定量化理论化物理学物理现象的观测数学的描述F=maE=MC2