《计算系统生物学导论》系统生物学导论-2012.pptVIP

The Introduction of ?Computational Systems Biology 计算系统生物学导论 Wang Dong Associate Professor? Email: wangdong@ Simple elements Beautiful life A working draft of the genome was announced in 2000 and a complete one in 2003, with further, more detailed analysis still being published. The project has also focused on several other non-human organisms such as?E. coli, the fruit fly, and the laboratory mouse. It remains one of the largest single investigative projects in modern science. 主要目标是完成对人的基因组的所有碱基序列的测定(结构基因组); 阐明人体中全部基因的位置、结构、功能、表达、调控方式及致病突变的全部信息(功能基因组)。  什么是系统生物学 系统生物学是采用系统科学的方法，将生物过程不是作为孤立的很多部分而是作为整个系统来定量研究，采用多学科交叉的新技术方法，研究功能生命系统中所有组成成分的系统行为相互关系以及动力学特性，进而揭示生命系统控制与设计的基本规律。 系统生物学的研究方向主要有：蛋白质组学；转录组学；遗传网络；代谢网络、发育；空间、结构系统生物学；计算生物学；软件构架，系统生物学研究的软件平台；系统分析，模式识别，动力系统理论和代谢控制分析． Life’s Complexity Pyramid 高通量生物信息检测High-throughput Experimentation 高通量生物信息检测与 “omics” Genomics（基因组） Gene identification charaterisation Static，but completely specified Transcriptomics（表达组） Expression profiles of mRNA Dynamic, context-dependent Proteomics（蛋白质组） functions interactions of proteins Dynamic， context-dependent Structural Genomics（结构组） Large scale structure determination Cellinomics（细胞组：代谢组，互作组） Metabolic Pathways Cell-cell interactions Pharmacogenomics（药物基因组） Genome-based drug design 基因表达 中心法则： DNA → RNA→ 蛋白质 基因表达就是基因转录生成RNA的过程。 基因在不同的病理和生理状态下的表达量是变化的,以适应环境、维持生长和发育需要。 检测在不同病理和生理状态下基因是否表达以及表达量具有重要意义。 Central dogma The expression of the genetic information stored in the DNA molecule occurs in two stages: (i) transcription, during which DNA is transcribed into mRNA; (ii) translation, during which mRNA is translated to produce a protein. Central dogma Detection of?gene expression Detection of single gene Northern blot RT PCR High-throughput microarray?technologies Two color cDNA array oligonucleotide array Microarray revolutionized biology and medicine research One gene at a time befo