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系统生物学与合成生物学,20世纪90年代之前为系统论研究生物学的理论生物学与化学进化和DNA人工合成概念,之后为重新定义的理论与实验、计算与工程方法结合的新学科概念。
系统生物学提出
l 理论生物学 – 贝塔郎菲论述系统论方法的生物系统研究
Ø 1968年系统论与生物学国际会议 - M.Mesarovic提出系统生物学词汇
Ø 1970年R.Rosen发表系统的分层次理论
l 1992-1994年BJ.Zeng提出系统医药学与稳态模型–系统遗传学与系统生物工程
Ø 基因差异表达分析与细胞分子系统
Ø 全基因合成与转基因禽类输卵管生物反应器
系统生物学概念
l BJ.Zeng定义BSSE:理论与实验、计算与工程方法 - 生物系统与人工生物系统研究
Ø 1996年第1届国际转基因动物学术研讨会
Ø 1999年于德国建立系统生物科学与工程(genbrain biosystem network)网站 - 细胞通讯与转基因技术、分子“电路”概念
Ø 2003年第19届国际遗传学大会
系统生物学学派
l 2000年
Ø M.Tomita和H.Kitano的e-cell软件 - 国际系统生物学会议
Ø L.Hood和R.Aebersold的组学(omics)- 美国西雅图系统生物学研究所
Ø 2000年E.Kool人工xDNA的合成生物学
l 2001年
Ø O.Wolkenhauer系统论和数学 - 德国Rostock大学
Ø AP.Arkin工程方法和计算机辅助设计 - 美国加州贝克利大学
生物系统网络 - 理论
l BJ.Zeng结构论与图论、拓扑学
Ø 细胞模型 – 生物信息控制系统
Ø 细胞系图谱 - 非线性发生动力学
l 基序(motif)与域(domain)结构分析
Ø T.Pawson和R.Linding
Ø 2004年AL.Barabási - 网络生物学
计算生物学 – 方法
l 计算生物学与生物信息学
Ø 高通量数据分析
Ø 数学模型、模拟软件
Ø 分子同源序列、结构分析
l 计算机辅助设计
Ø 基因、蛋白质和酶分子结构设计
Ø 克隆、表达载体设计
Ø 分子模块与细胞设计、细胞通讯
实验生物学 – 技术
l 组学(omics)与分子生物技术
Ø 化学合成、微-纳米生物芯片
Ø 细胞突变与筛选
Ø 基因差异表达、分子表达谱分析
l 基因工程与转基因生物技术
Ø 基因、蛋白质合成、测序
Ø 基因片段、基因调控回路、基因组组装技术
Ø 信号传导路径、代谢反应链优化
合成生物学 - 工程
l 1910年S.Leduc提出合成生物学
Ø 2000年之前 – 化学进化、DNA重组与人工合成
l 2003年工程方法的系统生物学
Ø J.Collins、T.Knight - 生物砖块(Bio-brick)
Ø 2005年D.Endy论述为工程生物学 - 人工生物系统
Ø B.Palsson、J.Nielsen - 代谢工程与细胞工厂
l 2010年合成基因组
Ø HO.Smith–美国CR.Venter研究所
系统医学与生物工程发展
l 2007年
Ø 英国帝国理工大学–RI.Kitney提出可能导致第3次工业革命
Ø 瑞士ETH大学–建立D-BSSE研究中心
l 2008年
Ø 美国整合与系统遗传学会议– NIH设立肿瘤系统遗传学基金
l 2012年
Ø 国际系统医学大会在都柏林召开
注:
“系统与合成生物学”、“生物系统科学与工程(BSSE)” - 旧词汇重新定义的新概念,“系统医药学”、“系统遗传学”和“系统生物工程” – 新词汇和新概念;因此,作为词汇和理论的历史追溯到20世纪初,作为学科的概念和体系的形成是世纪之交。
-(系统与合成生物学 – 总结)-
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