生物机器分享 http://blog.sciencenet.cn/u/benlion 人类在地球起源,走向生物改造与机器发明,而将进入行星际文明的未来发展。

博文

系统生物学 – 概览

已有 1433 次阅读 2015-2-5 08:45 |个人分类:SMP|系统分类:科普集锦|关键词:系统生物学,合成生物学,系统医学,工程医学| 系统生物学, 合成生物学, 系统医学, 工程医学

生物的细胞进化与发育、病理机理和药物分析,基因组的编辑与自组织化、神经元的分子网络与神经网络发育,以及定量遗传与遗传变异、表观修饰等。

一、概念发展

120世纪60年代,系统理论研究生物系统的数学和理论生物学概念;

290年代,生物系统理论(图论和网络拓扑学等)与系统生物技术(实验测量和计算机模拟等)结合的概念,系统医学 - 系统遗传学与生物工程或技术,以及细胞仿生工程和连续转多基因的方法等提出于1992-1994年。

二、理论基础

150年代-70年代,系统科学理论和非线性科学;

280年代-90年代,中西哲学、医学与科学哲学,系统科学与综合哲学。

三、方法形成

180年代,生物信息学与计算生物学、纳米生物学与转基因生物技术等;

290年代,代谢工程、表达谱分析和生物芯片技术等。

四、转换过程

11999-2001年,系统与合成生物学的互联网和国际大辩论,举办会议、成立研究所等;

22001-2003年,论述系统与合成生物学的论文涌现,系统生物学理论与实验、计算方法的生物系统研究,合成生物学工程方法的系统生物学研究人工生物系统等,概念共识形成。

五、研究进展

11999-2001年,仿生学与基因工程方法整合的细胞计算机和分子电路,以及输卵管生物反应器等研究;

22010年,人造生命的研究,纳米机器人设计原则等。

附、细胞进化与人工细胞

DNA是遗传物质在1952年的噬菌体实验确定,在这之前Von Neumann的元胞自动机是模拟细胞复制的一般遗传算法与数据复制概念,而涉及到DNA分子是“软件”,则是1999年之后的合成生物学概念。

Von Neumann的元胞自动机是点格的细胞空间外在的复制行为,没有涉及到细胞内在的结构 - 分子系统或网络,深入到细胞的DNA分子是软件和人工设计与合成,这是合成生物学与系统生物工程的概念 – 细胞计算机的基因回路、分子模块等。
在《创世纪》描述的是包括对自然的创造,自然再进化出生物,逻辑上应该能够理解。

生物的不同物种存在共同的遗传编码和物质基础,以及物种之间存在进化关系,也合符逻辑,包括了数学生物学(20世纪50-60年代建立)和自然计算、进化计算、遗传算法等计算生物学模拟(80-90年代建立)的方法。

然而,一个物种起源,如何形成独自的完整基因组,却是一个科学之谜,已经不是分子遗传学和道金斯的“自私”(单)基因概念能够解答,而将是系统生物学对复杂系统研究的任务。

-(总结)-



http://blog.sciencenet.cn/blog-286952-865709.html

上一篇:性本善与和谐论
下一篇:博客日记 - 导言

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (2 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2020-1-29 01:46

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部