系统生物学应用——【生物信息学】

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• 此类研究中最重要的部分就是确定系统中所有的成 分，以及各成分如基因间的调控关系、蛋白质之间 和生化通路之间的相互作用，并用这些知识建立一 个原始模型（生化的或数学的）
• 一旦这个系统结构建立了，系统行为就可以进一步 通过遗传或环境因素的干扰进行分析
• 分析得到的数据则可与原始模型整合，或用来改进 模型，使得预期结果与实验观察结果一致
系统生物学技术在生命科学研 究中的应用
什么是系统生物学？
• Systems Biology • 目的是通过对细胞内所有成分间的相互作用进行量化的描述，以
达到在系统水平上理解这些相互作用 • 这种研究的目标就是建立这些复杂系统的计算机模型，从而可以
预测生物系统对任何干扰（如环境波动，遗传突变等）所发生的 反应
在研究中的应用：
• 举例：共调控基因的机理研究
• 共调控基因 • 可能参与一些紧密相关的生理功能 • 可能由共同的转录因子激活
环境致癌物诱导的细胞应激反应
• 基因芯片分析
GO analyses of some of the results
Transcription factors
Probe Set ID Gene Title
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Gene Symbol GO Biological ProceGsOs MDoelseccruilpatrioFnunGcOtiCoenllDuelsaPcrartiChpowtmaipyonePnathDweasycrHiypteirolnink
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• 生物信息学（bioinformatics）
• 基因组学：成千上万个基因的表达水平可以用DNA 芯片的技术同时进行测量和分析，而且还可以用基 因芯片技术进行测序，发现单核苷酸多态性，以及 基因剪接的鉴定
• 蛋白组学则侧重于决定尽可能多的蛋白的结构、表 达、定位、生化活性及相互作用等
• 目前常用的蛋白组学技术有双向电泳和质谱相结合 的方法（如双向电泳与飞行质谱MALDI-TOF的结合） • 也有高效液相色谱与质谱相结合的方法（如LCMS/MS）等
• 因此，系统生物学是一个通过对比实验结果与预期 结果而形成新模型并进行新实验验证的重复过程
最终目的:
• 通过这些详细的研究能够使研究者按照特定的设计原理进行模拟构 建具有他们所需要的特性的生物系统
技术手段
• 对一个细胞反应进行系统化的定性需要能够在多水平上产生大量 信息的定量的生物测量手段
• 目前此类的方法中最为人知的就是对基因组（genome）进行研 究的基因组学（genomics）和对蛋白组（proteome）进行研究的 蛋白组学（proteomics）技术
• 应用这些技术已经得到了大量的生物学数据，并且 已经被系统的组织成几个在线的数据库，如：
• The National Center for Biotechnology Information ( ://ncbi.nlm.nih.gov) • Protein Data Bank ( :// rcsb.rog/pdb) • Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes ( :// genome.ad.jp/kegg) • Biomolecular Interaction Network Database ( :// isc.org/products/BIND) • Encyclopedia of Escherichia coli Genes and Metabolism ( ://ecocyc.org) 等 • 包含了诸如核苷酸序列、氨基酸序列、分子特性、 相互作用和通路等多种信息。这些数据库对于生物 系统模型的建立是必不可少的
204618_s_at GA binding protein trGaAnBsPcBr2iptionrefgaucltaotri,onbeotfa tsruabnusnpcirrtoitp2et,iino4n7b,kiDnDadNiAn-gd-ea-pc-etnidveintty---
---Fra Baidu bibliotek
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