介绍:
系统生物学能够解决什么问题 例子
“系统生物学” (systems biology) 一词在美国NIH 的PubMed 文献库最早可检索到Zieglgansberger W 和Tolle TR 于1993 年发表的一篇神经系统疾病研究的论文摘要中,根据1968 年国际系统理论与生物学 (systems theory and biology) 会议上Mesarovic D.提出systems biology词汇 (术语)的定义为采用系统论方法研究生物学,1989 年在美国召开的生物化学系统论与生物数学国际会议探讨了生物学的系统论与计算生物学模型研究。 系统理论和系统思想对于中国知识分子并不陌生,1980 年代在中国学术界曾经流行过“三论”——系统论、信息论和控制论与系统科学。美籍奥地利科学家贝塔朗菲 (L. Bertalanffy) 在 1970 年代创立的“一般系统论” (general system theory),尽管贝塔朗菲是以生物学家的身份思考、研究,并不仅适用于生命科学,而且广泛应用于物理学、心理学、经济学和社会科学等各门学科;因而,过去所谈论的主要是在理论生物学层面上和普适性强的一般系统论,本文所要介绍的系统生物学 (systems biology),则是生命科学研究领域的一门组学、计算和转基因系统生物技术等成熟的迅速发展学科。1924~1928 年贝塔郎菲多次发表系统论的文章,阐述生物学中有机体概念,提出把有机体当作一个整体或系统来研究,1950年发表生物学与物理学中的系统论和1952年发表抗体系统论[注 ]等开创了系统生物学,第10 届国际分子系统生物学会议称贝塔郎菲为第一个系统生物学家(理论层面),贝塔郎菲开创的系统生物学模型至今仍然很现代。自20 世纪60 年代系统生物学概念和词汇的提出和60-80年代系统生态学、系统生理学的进展,90年代系统生物医学、系统医学、系统生物工程与系统遗传学的概念发表,20 世纪未细胞信号传导与基因调控的研究与系统论方法的结合,进入了分子细胞层次的系统生物学(实验与理论结合)研究与发展时期。
论述系统生物学的发展与应用技术体系
系统生物学的发展:
实验方法与系统方法构成科学研究的基该方法,19世纪是实验生物学(生态、生理、遗传与医学等)范式建立,20世纪是实验生物学迅速发展和系统生物学(生态、生理、遗传与医学等)范式形成。系统科学(包括控制论、信息论)根源于生命科学,发展了计算机科学而又应用于生物科学,将开发出生物计算机。维纳与香农从动物与通讯行为的研究中提出控制论与信息论,整个系统科学根植于有机体哲学思维。系统生物学,最初开创于贝塔郎菲的一般系统理论与理论生物学,艾根的超循环理论发展了细胞、生物化学与分子层次的系统论。20世纪70年代国际召开了“系统论与生物学” (systems theory and biology) 会议,80年代召开了生物化学系统论、生物系统的计算机模型等探讨的国际会议 (第11届国际分子系统生物学会议2009 年6 月于中科院上海召开)。系统生物学的概念在20世纪中叶已经提出,合成生物学的概念提出于基因重组技术的产生,进化理论、有机分子合成可以说是最早的探索。
系统生物学的发展经历了三个历史时期:第一期,生态系统,系统生态学与行为、心理学,开始于 20 世纪60~70 年代;第二期,生理系统,系统生理学与神经、内分泌、免疫学,开始于20世纪70~80年代;第三期,遗传系统,系统遗传学与胚胎、发育生物学,系统遗传学的概念与词汇于20 世纪90 年代中科院曾邦哲(曾杰)发表,并于1996年主办第1 届国际转基因动物学术研讨会(秘书长)阐述了系统论与生物工程、输卵管生物反应器及基因组进化与生物体发育自组织系统理论,遗传学从染色体行为的细胞遗传学、基因表达信息流的分子遗传学,发展到了系统遗传学的细胞发生信号传导与基因调控网络研究,并重新于第19届国际遗传学大会阐述(包括指出C. Nuslein-Volhard、S. Brenner等是较早以systematic方法研究遗传学的科学家)。2008 年3 月美国加州举办了整合与系统遗传学会议,2009 年10月荷兰召开了系统遗传学研讨会。
1999 年初于德国建立系统生物科学与工程网及筹备联合协会、国际会议等 (1999 年10 月Nature 和12 月Kybernetes),曾邦哲(ZengBJ)定义生物系统理论与实验、计算(computational)、工程方法的生物系统分析与人工生物系统研究,并阐述其自组织系统结构理论基础,1999-2000年将筹备通知发送到系统科学、计算机科学、纳米科学、生物医学、生物工程等广泛领域的国际科学家(包括邀请C. Nuslein-Volhard、Tomita等著名科学家),细胞是由大规模生物分子(纳米)构成的复杂生物系统,基因组是可以重编程序的智能系统,生命系统人工设计与改造,可以开发出细胞生物机器。
2000 年同期,日本Kitnano 和Tomita 举办国际系统生物学会议,美国Hood 建立系统生物学研究所,美国 Kool 重新提出合成生物学的概念。2001年WolkenhauerO.6月(9月出版)、Ideker T Hood L9月和Kitano H.10月(MIT出版2000年会议论文集)等发表文章论述系统生物学的系统论、组学和计算方法等,2002年日本北野宏明(Kitano H.) 、2003年美国胡德(Hood L.)[8] 也论述了系统生物学是实验与计算方法整合的生物系统研究,2008年Nature文章[9] 则论述了系统生物学与合成生物学的结构理论。2005年Ideker赞同是如同Kitnano的分子水平的系统生物学概念,2007年Kinano阐释系统生物学是在分子生物学层次的重新提出。计算生物技术、组学 (omics) 生物技术与合成生物技术,构成系统生物学发展的技术基础 - 系统生物技术(systems biotechnology),现代系统生物学是生物系统的理论与技术整合的研究体系。21 世纪伊始,权威刊物 Nature、Science 发表系统生物学、合成生物学等专刊,终于进入了系统生物科学(简称系统生物学)全球化迅速发展时代。
生物科学技术可以应用到哪些领域?
生物科学技术一般是指利用微生物的特定性状,通过现代化工程技术,在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。目前医用抗生素、农用抗生素等已有近200个品种,绝大部分都是发酵的产品。除抗生素外,发酵工程产品还包括氨基酸、工业用酶等。我们日常生活中常见的味精、维生素B2等也是发酵工程的产品。
在生物学中.什么是系统
生物系统的概念是指从系统论的角度与观念来看生物体与生物界,将生物不同层次的结构体系看做“系统”。
生态系统是维持人类环境的最基本单元,生态系统功能主要体现于两个方面:一是生态服务功能(service);二是价值功能(goods)。这两种功能是人类生存和发展的基础。
扩展资料
生物系统应用方面
当今生命科学研究的另一个特点是基础研究与应用的结合,生命科学本身就与医学、农学有着不可分割的联系,它既是这些应用科学的基础,也能从应用科学中获取基础研究的源头活水,为理论研究提出重大的研究课题。
科学的目的在于认识世界,技术的目的在于利用、改造和保护自然,造福人类。生命科学要为人类造福转化为生产力,必须与技术相结合,才能在生产上发挥巨大的作用。
于是在20世纪70年代,随着分子生物学的进步,与工程技术相结合,开辟了生物工程(也叫生物技术,biotechnology)新领域,相继出现了基因重组技术、克隆技术、DNA和蛋白质序列分析技术、分子杂交技术、细胞和组织培养技术、细胞融合技术及核移植技术等新技术。
促进了基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、染色体工程、组织工程及胚胎工程等工程的诞生和发展,已在工业、农业、环保和医疗卫生等方面得到了广泛应用,并取得了许多突破性进展。
参考资料来源:百度百科—生物系统
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Nuslein-Volhard、Tomita等著名科学家),细胞是由大规模生物分子(纳米)构成的复杂生物系统,基因组是可以重编程序的智能系统,生命系统人工设计与改造,可以开发出细胞生物机器。2000 年同期,日本Kitnano