文档介绍：系统生物学和新兴的系统医学
许秀竹
引言
系统生物学是一种把生物学看作系统科学
的方法,它把生物系统看作一个整体来研究;
功能是:识别现存系统中保存、传播、调
整和被生物网络整合的生物信息。
采用从上到下和从下到上相结合的方法。
现代系统生物学的五个独特的特征:
1)各种全局或可能的最大范围的生物信息
的测量,如:测量所有基因的数字代码,所有
蛋白质的浓度等等;
2)不同层次的信息必须被整合,以便我们
理解或获取环境如何改变每个生物信息层级(
DNA,RNA,蛋白质,相互作用,生物网络,细
胞,个体和生态学)中基因组的基本的数据信
息,并且引起生物学反应;
3)当系统获取、传播、整合和利用实现两个
基本的生物体反应所必须的信息时,所有的生
物学系统必须被动态的研究;
4)所有的测量必须定量测量可能的最大范
围;
5)来自不同信息层级的全局和动态数据必
须被整合和建立模型(这些模型必须产生生物
功能和可以通过系统干涉的实验测试的致病机
理的假设)。
生物学的信息革命带来了系统医学的出现。
这一变化的关键是: 大量的生物学信息将
会被利用。这些信息通过测量、可视化和计
算技术的快速进步变得可用。
最基本的两种生物信息:基因组的数据信息
;周围环境的相互作用信息。
这两种信息综合起来指定了5个生命的基本
机制——进化、发育、生理反应、老化、疾病的
发生和发展。
两种技术:
高通量DNA测序:能够快速测序每个个人
的基因组,并以合理的成本提供个人的数据信
息,可能对未来的健康作出越来越准确的预测
;
高通量测量技术:能够对产生于基因组和
每个个体的环境信息整合的动态环境信息进行
评估,提供了个体的实时健康评估。
医学的系统方法的基本观点:
疾病产生于基于干扰的疾病生物
网络;
干扰网络控制的基因表达的模式
的动态变化和改变引起疾病的表现。
一、在生物学和医学中的系统科学
A、系统生物学
生物学和医学的系统方法如何带来了革命性的医学观点?
:基因组的静态数据信息;来自亚细胞、细胞、系统组织层次之间的环境相互作用的动态信息。
:蛋白质
相互作用网络;基因调控网络。
,这两种网络紧密结合。
。
有多个信息和组织层级。
B、系统医学
系统医学的中心前提是:

的表达模式;
,并
且必然导致能够被临床检测的分子指纹的
改变。