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系统生物学简史

已有 2979 次阅读 2014-8-6 11:48 |个人分类:历史|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 系统与合成生物学, 系统生物科学与工程

20世纪60年代贝塔朗菲提出理论生物学和系统论、数学方法的生物系统研究,在生理学和生物化学(MA.Savageau)层面的系统论和控制论发展,D.Nobel发表心脏起博(pacemaker)数学模型和R.Rosen发展了数学系统论。1968Mesarovic M.在国际系统论与生物学(systems theory and biology)会议提出系统生物学(systems biology)词汇,1993Zieglgansberger W.Tolle TR提出将系统生物学方法用于神经疾病研究。1910Leduc S.提出合成生物学(synthetic biology)词汇和化学合成生命形态的概念,1974Szybalski W.1980Hobom B.等表述为DNA分子基因重组概念,2000年发表XDNA人工合成的Kool E.重新提出合成生物学。

1992年曾邦哲(BJ.Zeng)提出系统医药学(systems medicine & pharmacology)概念和词汇,以及分子、细胞系统的发生动力学模型,论述了经络网络是图论与拓扑学模型、神经-内分泌与免疫调控的机能整合,代谢(消化-呼吸与泌尿)、循环等器官平衡稳态、分子细胞生物系统的节律与形态转换的病理与药物学研究,1994年提出细胞仿生工程、禽类输卵管生物反应器(oviduct bioreactor)和系统生物工程(systems bio-engineeringbiotechnology)等概念,论述基因系统与蛋白质、酶系统等对应表达调控的进化与发育遗传机制和细胞动力学等研究的系统遗传学(systems genetics)概念,从而仿造与改造生命合而为人工生物系统(artificial biosystem)概念。

1996-1999年曾邦哲论述结构论(structure theory)和系统生物科学与工程(BSSE- 生物系统与人工生物系统的理论与实验、计算与工程方法研究,1996年在第1届国际转基因动物学术研讨会讲述了生物系统论(bio-system theory)和系统生物工程,应用系统论方法(systems approach)的进化、发育遗传学与转基因生物技术的机制等观点,1999年在德国筹备国际会议、协会和建立网站(genbrain biosystem network10Nature12Kybernetes等),倡导以分子生物技术、计算生物技术和转基因生物工程等方法,阐述从分子、细胞到器官等层面,从实证(positive)分析到系统综合(synthetic)的系统生物科学与工程研究,以及细胞基因组是类同计算机软件系统的基因组智能(genomic intelligence)可以设计和编程,包括转基因(transgenics)与仿生学结合的细胞通讯分子电路设计概念图等。

1998年生物制造(J.Bollinger)的概念提出和DJ.WattsSH.Strogatz发表小世界网络(small-world networks)理论,1999S.Leibler的生物化学和代谢系统鲁棒性(robustness)理论,以及M.Tomita(以及Venter J.R.研究组)的E-cell模型等,切奇(GM.Church)的组学芯片系统(systematic)方法,N.SeemanT.Knight组织国际DNA分子计算机会议与维斯(R.Weiss)发表活体生物分子计算机等研究。

2000L.HoodR. Aebersold等建立系统生物学研究所,H.KitanoM.Tomita举办系统生物学国际会议。2001O.WolkenhauerT.IdekerL.HoodH.Kitano等,分别从系统论和数学方法、组学高通量实验与生物信息或计算机模型(软件)等论述生物系统研究,AP.Arkin发表合成细胞生物学的工程设计方法。

2003年国际形成系统生物学的理论和实验(omics)、计算(in silico)方法研究生物系统的概念共识,2003年个体化医学(S.Benner)和转化医学(FM.Marincola)等概念发表,2003-2005T.KnightJ.Collins等论述工程方法和人工设计的合成生物学概念,2005D.Endy论述为工程生物学的人工生物系统研究。2007年瑞士ETH建立系统生物科学与工程(D-BSSE)研究中心,英国RI.Kitney提出系统与合成生物学偶合,曾邦哲论述不仅是生物医药而且是制造工业,将导致第3次工业革命。

-Systems Medicine Systems Genetics & Biotechnology-



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