对于确定复杂疾病的药物靶点和生物标志
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图 4.5 生命复杂性的金字塔
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Barabási指出，应重视利用网络科学的普遍规律来指导研究 细胞网络的个性。例如，已经发现一些细胞网络不是随机网 络，而是无标度网络。研究细胞网络可能采取两种方法：一 是自底向上，即从基因、蛋白质、模体、模块到大规模组织； 二是自顶向下，即从网络的无标度和分层特性到模块和分子。 无论用哪种方法，都要注意研究细胞网络的局部和全局特性， 用综合方法、从全局观点来描述细胞网络的属性。大多数细 胞网络的功能是利用模块和分子群体的相互作用实现的。研 究还表明细胞网络的层次结构特性，在许多层次上的演化过 程形成了网络的总体结构。在局部区域中发生的变化不断积 累，使得小而高度集成的模块可以慢慢地挤压大而集成度较 低的模块，逐渐淘汰已存在的模块，更进一步提高了细胞网 络的适应性、复杂性和生存能力。研究这种演化过程将变革 生物学、医学的研究和应用。
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2002年，Barabási在《Science》发 表了 “生命复杂性的金字塔”的 论文，并用右图描述了其4层结构： 第1层：金字塔底层，它是传统生 物学对于细胞和组织最基本组成部 分的描述，包括基因组，转录组， 蛋白质组和代谢组； 第2层：细胞和组织的组件，包括 遗传调控的模体及代谢路径等； 第3层：细胞和组织的功能模块； 第4层：功能模块构成的大规模组 织，其中一些具有无标度网络的特 性。还有一些是宏观层次的生物网 络，例如疾病传播网络（非典型性 肺炎等）、生态网络（食物网络等） 及生物群体网络（昆虫、野兽、鸟 群、鱼群等）。
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Barabási认为，尽管在过去数年中取得了重要的进展，网络 生物学仍在它的幼年期。今后需要发展新的理论方法，研 究生物网络结构、模体集群的动力学及生物学功能，提高 数据收集能力。特别需要研制在空间和时间方面都能达到 高分辨率和高精确度的定量分析工具，用来研究各种不同 类型细胞网络的结构、动力学、相互作用、信号系统等数 据。由于很难收集细胞内部状态、位置、功能变化的实时 数据，所以目前网络生物学大多数的研究工作只是在有选 择的环境和简化的空间中，概略地了解细胞网络的相互作 用及行为。目前，大多数研究重点集中在复杂细胞网络不 同的子集中。开展对于各种相互作用(例如新陈代谢，调节 和占用空间)的综合研究还不够，需要进一步全面了解小网 络组成的大网络对细胞行为的整体影响。
近年来，美国等国家开始大力支持以多学科交叉 方式开展新的生物科学研究，特别重视研究各种 新型生物网络，从而为网络科学带来重大发展机 遇，特别是在网络生物学、网络医学等新交叉科 学领域。 2005年11月1日，美国科学院国家研究委 员会所属“陆军科学技术专业委员会”发表了研 究报告《网络科学》，其中特别建议美国政府重 视利用生物学和网络科学等多学科来研究各种生 物网络和系统生物学，以便了解生物武器造成疾 病的机理。
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网络发现的经典案例
Darwin描述物种进化的网络图 1837年，在他的第一部书稿中描述物 种进化过程时采用了树形网络图
根据《黄帝内经》的文字绘制的描述 人体12条经络构成的有向环形网络
Crick描述细胞遗传信息流的网络图 1953年，他与Watson和Wilkins发现DNA 的双螺旋结构，他们共同获得了1962年 诺贝尔生理学和医学奖。
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二、网络科学与生物科学交叉的三大课题
21世纪后基因组时代的生物学发生了从组学到系统 生物学和网络生物学的演变，从个体基因、蛋白质的 排序、结构、功能研究，发展到对群体分子相互作用、 路径和高层组织的生物网络的研究。在2008年召开的 网络科学国际会议上，R.Albert在报告中介绍了网络 科学与生物科学交叉的三大课题： 1.网络发现(即在一个生物实体集合中构建相互作 用的网络); 2.网络分析(即网络数据信息的收集和挖掘) ; 3.建立动态网络模型（即交互网络与系统动态行 为之间的关系）。
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2010年3月，我撰写的 《网络科学》（第3卷， 生物网络）由军事科学 出版社出版。该书介绍 了网络科学与生物科学 的交叉科学——网络生 物学；介绍了基因调控 网络、蛋白质相互作用 网络、信号转导网络、 代谢网络、生态网络及 其模型；介绍了基于网 络科学的复杂网络理论 的生物网络模型。
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三、网络科学家提出了网络生物学 2005年7月2日，在匈牙利首都布达佩斯召开的欧洲生 物化学联合会（FEBS）第30届年会上，授予美国网络科学 家Barabá si“系统生物学周年纪念日奖”，奖励他在细胞 网络研究，主要是在代谢网络和蛋白质相互作用网络的无 标度特性研究中的重大贡献。2006年5月24日，在国际网 络科学会议（NetSci2006）上，Barabá si介绍了一门新交 叉科学——网络生物学的新进展。目前，网络生物学研究 的主要目标是分子和在一个活细胞中的分子之间的相互作 用，了解这些分子和在他们之间的相互作用如何决定这些 功能非常复杂的机制。网络生物学研究表明细胞网络服从 网络科学的普遍规律，它提供了一个新的概念框架，在21 世纪可能引起生物学和医学的革命性变化。
网络科学促进了新交叉学科发展： 网络生物学及网络医学
曾宪钊来自百度文库
Email: Zengxzc1945@163.com
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报告提纲
一、生物科学面临的新挑战促进网络科学 与生物科学的交叉融合 二、网络科学与生物科学交叉的3个重大 课题 三、网络科学家提出了网络生物学 四、网络科学家提出了网络医学 五、网络医学和网络生物学将促进中西医 结合并融入未来的世界医学
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一、生物科学面临的新挑战促进网络科学 与生物科学的交叉融合
2000年，人类基因组计划完成，许多科学家曾预测 在可能发现15—25万个人类基因。有关方面却报告只 找到2—2.5万个基因。连小小的果蝇都有1.2万个基 因。人类是地球生物中最复杂生命形态，其基因数量 何以比原先预测的要少得多?生物学家大惑不解，有 许多研究表明：生物体内的基因网络不是以往的科学 家们曾经想象的那样整齐而有序，而是非常多变而复 杂；一个基因对应于某一种蛋白质并完成某一种特定 功能的传统遗传学观点是错误的。生物科学面临重大 挑战。 3
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Barabási指出，应重视利用网络科学的普遍规律来指导研究 细胞网络的个性。例如，已经发现一些细胞网络不是随机网 络，而是无标度网络。研究细胞网络可能采取两种方法：一 是自底向上，即从基因、蛋白质、模体、模块到大规模组织； 二是自顶向下，即从网络的无标度和分层特性到模块和分子。 无论用哪种方法，都要注意研究细胞网络的局部和全局特性， 用综合方法、从全局观点来描述细胞网络的属性。大多数细 胞网络的功能是利用模块和分子群体的相互作用实现的。研 究还表明细胞网络的层次结构特性，在许多层次上的演化过 程形成了网络的总体结构。在局部区域中发生的变化不断积 累，使得小而高度集成的模块可以慢慢地挤压大而集成度较 低的模块，逐渐淘汰已存在的模块，更进一步提高了细胞网 络的适应性、复杂性和生存能力。研究这种演化过程将变革 生物学、医学的研究和应用。
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2002年，Barabási在《Science》发 表了 “生命复杂性的金字塔”的 论文，并用右图描述了其4层结构： 第1层：金字塔底层，它是传统生 物学对于细胞和组织最基本组成部 分的描述，包括基因组，转录组， 蛋白质组和代谢组； 第2层：细胞和组织的组件，包括 遗传调控的模体及代谢路径等； 第3层：细胞和组织的功能模块； 第4层：功能模块构成的大规模组 织，其中一些具有无标度网络的特 性。还有一些是宏观层次的生物网 络，例如疾病传播网络（非典型性 肺炎等）、生态网络（食物网络等） 及生物群体网络（昆虫、野兽、鸟 群、鱼群等）。
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Barabási认为，尽管在过去数年中取得了重要的进展，网络 生物学仍在它的幼年期。今后需要发展新的理论方法，研 究生物网络结构、模体集群的动力学及生物学功能，提高 数据收集能力。特别需要研制在空间和时间方面都能达到 高分辨率和高精确度的定量分析工具，用来研究各种不同 类型细胞网络的结构、动力学、相互作用、信号系统等数 据。由于很难收集细胞内部状态、位置、功能变化的实时 数据，所以目前网络生物学大多数的研究工作只是在有选 择的环境和简化的空间中，概略地了解细胞网络的相互作 用及行为。目前，大多数研究重点集中在复杂细胞网络不 同的子集中。开展对于各种相互作用(例如新陈代谢，调节 和占用空间)的综合研究还不够，需要进一步全面了解小网 络组成的大网络对细胞行为的整体影响。
近年来，美国等国家开始大力支持以多学科交叉 方式开展新的生物科学研究，特别重视研究各种 新型生物网络，从而为网络科学带来重大发展机 遇，特别是在网络生物学、网络医学等新交叉科 学领域。 2005年11月1日，美国科学院国家研究委 员会所属“陆军科学技术专业委员会”发表了研 究报告《网络科学》，其中特别建议美国政府重 视利用生物学和网络科学等多学科来研究各种生 物网络和系统生物学，以便了解生物武器造成疾 病的机理。
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网络发现的经典案例
Darwin描述物种进化的网络图 1837年，在他的第一部书稿中描述物 种进化过程时采用了树形网络图
根据《黄帝内经》的文字绘制的描述 人体12条经络构成的有向环形网络
Crick描述细胞遗传信息流的网络图 1953年，他与Watson和Wilkins发现DNA 的双螺旋结构，他们共同获得了1962年 诺贝尔生理学和医学奖。
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二、网络科学与生物科学交叉的三大课题
21世纪后基因组时代的生物学发生了从组学到系统 生物学和网络生物学的演变，从个体基因、蛋白质的 排序、结构、功能研究，发展到对群体分子相互作用、 路径和高层组织的生物网络的研究。在2008年召开的 网络科学国际会议上，R.Albert在报告中介绍了网络 科学与生物科学交叉的三大课题： 1.网络发现(即在一个生物实体集合中构建相互作 用的网络); 2.网络分析(即网络数据信息的收集和挖掘) ; 3.建立动态网络模型（即交互网络与系统动态行 为之间的关系）。
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2010年3月，我撰写的 《网络科学》（第3卷， 生物网络）由军事科学 出版社出版。该书介绍 了网络科学与生物科学 的交叉科学——网络生 物学；介绍了基因调控 网络、蛋白质相互作用 网络、信号转导网络、 代谢网络、生态网络及 其模型；介绍了基于网 络科学的复杂网络理论 的生物网络模型。
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三、网络科学家提出了网络生物学 2005年7月2日，在匈牙利首都布达佩斯召开的欧洲生 物化学联合会（FEBS）第30届年会上，授予美国网络科学 家Barabá si“系统生物学周年纪念日奖”，奖励他在细胞 网络研究，主要是在代谢网络和蛋白质相互作用网络的无 标度特性研究中的重大贡献。2006年5月24日，在国际网 络科学会议（NetSci2006）上，Barabá si介绍了一门新交 叉科学——网络生物学的新进展。目前，网络生物学研究 的主要目标是分子和在一个活细胞中的分子之间的相互作 用，了解这些分子和在他们之间的相互作用如何决定这些 功能非常复杂的机制。网络生物学研究表明细胞网络服从 网络科学的普遍规律，它提供了一个新的概念框架，在21 世纪可能引起生物学和医学的革命性变化。
网络科学促进了新交叉学科发展： 网络生物学及网络医学
曾宪钊来自百度文库
Email: Zengxzc1945@163.com
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报告提纲
一、生物科学面临的新挑战促进网络科学 与生物科学的交叉融合 二、网络科学与生物科学交叉的3个重大 课题 三、网络科学家提出了网络生物学 四、网络科学家提出了网络医学 五、网络医学和网络生物学将促进中西医 结合并融入未来的世界医学
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一、生物科学面临的新挑战促进网络科学 与生物科学的交叉融合
2000年，人类基因组计划完成，许多科学家曾预测 在可能发现15—25万个人类基因。有关方面却报告只 找到2—2.5万个基因。连小小的果蝇都有1.2万个基 因。人类是地球生物中最复杂生命形态，其基因数量 何以比原先预测的要少得多?生物学家大惑不解，有 许多研究表明：生物体内的基因网络不是以往的科学 家们曾经想象的那样整齐而有序，而是非常多变而复 杂；一个基因对应于某一种蛋白质并完成某一种特定 功能的传统遗传学观点是错误的。生物科学面临重大 挑战。 3