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合成与系统生物学 – 简史

已有 2335 次阅读 2015-5-2 22:05 |个人分类:SMP|系统分类:教学心得|关键词:生物科学,历史| 历史, 生物科学

- 总结

发展历程可划分几个阶段:

A、合成生物学 - 1910年合成生物学术语在法国(S.Leduc)提出为化学合成概念,1974年波兰(W.Szybalski)和1980年德国科学家(B.Hobom)分别用到该术语描述基因工程概念; 系统生物学 - 1968年美国系统论与生物学会议提出(D.Mesarovic)术语为理论生物学概念,1993年德国科学家(TR.Tolle)提及其方法可用于神经疾病的研究。

- 属于分子生物学和理论生物学概念。

B1992年到2003年,中国科学家(BJ.Zeng)提出系统医药学和系统遗传学、系统生物工程,论述生物系统的结构理论和实验、计算与工程方法的生物系统与人工生物系统研究,1994年的细胞仿生工程与生物分子电脑等是仿生学与基因工程的整合概念,并于1999年建立生物系统科学与工程网(BSSE)和表述细胞信号通讯的分子电路设计概念图等。

- 属于理论与技术结合和系统与合成偶合的概念。

C2000年到2008年,美国(L.Hood)、日本(H.Kitano)科学家建立系统生物学研究所和举办国际会议,2003年国际形成理论与实验、计算方法研究生物系统 - 系统生物学概念和人工生物系统的工程方法 - 合成生物学概念及美国建立研究所(加州贝克利)和举办iGEM会议(T.Knight),系统医学、系统遗传学和生物系统科学与工程(瑞士ETH)等研究机构建立等。

D2007年到2014年,新的一轮发展时期 - 理论和技术发展,莱布尼兹和诺依曼的逻辑学与语言学探索 - 细胞逻辑和逻辑细胞等:

1)分子网络与细胞分析 - a)生物信息与数据库、计算机辅助设计;b)基因-蛋白质结构分析、次生代谢分子检测;c)基因-蛋白质设计、分子网络模块设计;d)基因-基因组合成、转基因-基因编辑等。

2)细胞仿生学 - 生物科学与计算机科学、仿生学与遗传学整合的理念,包括,数学模型、计算机和微电子技术与化学合成、纳米和生物技术等方法,系统(systematic)编制基因程序、人工设计与装配细胞分子机器、反应器与生物电池等

自然重组、基因转移和生物催化的工程应用,人工基因重组、转基因技术和生物高分子的人工合成是分子水平的仿生,人工神经元、神经网络、细胞自动机是细胞系统水平的仿生,拓展了多元细胞计算机与层次的概念。

采用系统遗传学原理、合成生物学(synthetic biology),以及纳米生物学、生物分子(或DNA)计算等技术,随着单基因遗传分析与基因转移到多基因系统的调控与转基因技术,已经发展了分子、细胞和器官到生态层面的人工生物系统(artificial biosystem)研究与开发。

-2011-2015年网络日记)-



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2 李伟钢 杨顺楷

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