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一国^学学院

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系统生物学和生物分子网络

Systembiologyand

biomolecularnetwork

2015年春季学期

LifesComplexityPyramid

Informationstorage，ProcessingExecution

A.-LBarabasiZ.Oltvai,Science,2002

二十一世纪是生命科学走向定量化的世纪：

生物学积累了大量的数据，飞速增长的数据积累为生命科学的质的飞

跃提供了实验基础；

■生物学的研究开始从对单一基因、蛋白的定性描述转移到对复杂蛋白

与基因调控网络的定量刻画。

Scale

ButcherEC,BergELKunkelEJ.NatureBiotechnology(2004)22:1253-1259

系统生物学的主要思想一整合

系统生物学与基因组学、蛋白质组学等各种“组学”的不同之处在于：它是一

种整合型科学。

-首先，它要把系统内不同性质的构成要素（基因、mRN、蛋白质、生物小分子等）

整合在一起进行研究。

-对于多细胞生物，系统生物学要实现从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的

整合。对组成部分或低层次的分析并不能真正地预测高层次的行为。如何通过研究

和整合去发现和理解涌现的系统性质，是系统生物学面临的一个根本性的挑战。

-系统生物学整合性的第三层含义：研究思路和方法的整合。经典的分子生物学研

究一垂直型的研究（即采用多种手段研究个别的基因和蛋白质。首先在DN水平上

寻找特定的基因，然后通过基因突变、基因剔除等手段研究基因的功能；在基因研

究的基础上，研究蛋白质的空间结构，蛋白质的修饰以及蛋白质间的相互作用等

等）；基因组学、蛋白质组学和其他各种“组学”一水平型研究（即以单一的手段

同时研究成千上万个基因或蛋白质）；系统生物学的特点一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。

系统生物学还是典型的多学科交义研究，它需要生命科学、信息科学、数学、

计算机科学等各种学科的共同参与。

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