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科学革命与工业革命: benlion 2015-12-19 07:30; 新闻标题：美国转基因鸡获得批准，制药鸡蛋含有工程酶 http://www.wokeji.com/jbsj/eb/201512/t20151210_2024746.shtml 1994 年在中国首先开始的蛋清表达药物项目，美国自1998年启动项目至今，经过近20年开发终于走向市场。BjZeng的这个项目，美国1996年大学公司投资商3方团队国际长途电话北京要求洽谈2个小时，并在email探讨过很久。几年前该美国公司来江苏，希望在中国做药用蛋白质从鸡蛋中提纯的合作，江苏一大型制药公司副总和董事恰在一次沙龙坐在我BjZeng对面而问有关技术问题，十分碰巧恰好是1996年向BjZeng询问与洽谈的美国该公司。考虑到专利技术壁垒，BjZeng自2007年看到实验室成功的新闻后，就改做目前的项目了，而且，自1999年已经走向转基因技术与细胞仿生工程的整合。对于学术是原创，对于产业是终端的产品。 1997 年到2007年，在生物科学领域发生了一场科学革命，而2014年青蒿素在酵母的工业化生产，这几年内可能开启的是第3次工业革命，而在中国是否可能具备相关社会和经济环境的条件?这是就第一次工业革命与鸦片战争，第二次工业革命与世界大战，继之后，将是又一次彻底改变人类文明的格局。如，1968年提出系统生物学词汇，尽管就一次会议上提了一次，而且是理论生物学概念，美国都给他建了研究所由他领导，并颁发了奖励，尽管概念是1996年到1999年BJ.Zeng阐述的理论与实验、计算生物学方法结合。2009年新加坡出版第一本系统生物医学会议论文集的刘，美国jax实验室聘他做总裁说是领导学科新方向，尽管1992年日本提出系统生物医学词汇而非现在的概念，系统医学术语和概念、方法在中国也是1992年已经提出。生物科学发展编年史，1996年到2007年是科学革命时期，2007年到目前是产业发展的系列技术突破。合成生物学，系统生物学，标志性特征，就是艺术与科学的结合，世界各著名研究机构和国际会议的典型徽标设计模式，以及科学会议与绘画艺术展览模式，开始于1996年在北京组织的第一届国际转基因学术研讨会 - 国际上的起点。中国2012年后，第三次工业革命是美国里夫金的模式，美国智库报告的未来30年内第三次工业革命却是bjZeng于2007年阐述的模式，1996年开启了系统与合成生物学作为科学革命的时间，而发展产业或继续学术，则是今年必须做出抉择。这一次，从逻辑上，应该是产业革命了。 - （12/19/2015网络日记）-; 个人分类: 中国科学与工业|2470 次阅读|2 个评论

人工机器与细胞计算机: benlion 2015-1-31 19:25; 细胞分子网络和细胞通讯网络的遗传语言分析和程序编制，包括，分层次的生物系统建构过程的设计机理与生物合成。印象最深的是 R.Rosen 的系统分层方程、 AN.Chomsky 的句法结构和计算机程序语言的分层方法等；然而，探讨生物计算机的起点，却是 20 世纪 80 年代美国和日本有关蛋白质分子元件和《第 6 代计算机》等文献，从而，在 1994 年提出细胞仿生工程、生物分子电脑和基因组蓝图设计、生物机器装配等观念。细胞计算机和生物电池等，将可能成为未来有机体机器人发展的基础。智能机器人的设计与制造，涉及 2 个方面，包括， 1 ）机器人的伦理和行为规范 – 机器人的宗教； 2 ）机器人的纳米技术设计与制造等。细胞计算机的概念、 DNA 纳米技术和类比于电子元件的观点， 20 世纪 80 年代国际上已经提出，同期，合成生物学概念，也用于表述基因重组技术，或计算机的软件合成等领域；然而，转基因技术、生物工程与微电子学、计算机技术，或转基因与仿生学方法整合，细胞通讯分子电路、 DNA 遗传信息软件的概念，却是 BJ.Zeng 在 1996 年到 1999 年形成。细胞计算机的基因工程与技术开发，开始于 1999 年 -2002 年 T.Knight 和 R.Weiss 在 MIT 的合成生物学研究论文，而后， D.Endy 推进的发展，在瑞典则于20世纪 90 年代开始了细胞工厂的代谢工程等研究与开发。由于，在分子模块的工程设计和人工合成等，仍然存在关键突破的技术瓶颈；因而，目前，在开发的是 MoleNet1.0 等微流控芯片和技术，包括， BJ.Zeng 在 1994 年提出输卵管生物反应器的连续转基因和 1997 年的细胞连续突变等方法，并可能将广泛应用于病理分析和药物筛选的人工细胞设计与合成等领域。 - （未来科学与技术） -; 个人分类: 201415|2345 次阅读|0 个评论

平行计算 – 生物计算机原理: 热度 1 benlion 2015-1-16 19:28; 一切都是计算，任何系统的输入与输出之间就是方程式的运算。 1999 年在德国，我建立了“ Biosystem Network ” - 系统生物学的世界第 1 家英文网站，阐述了结构论 - 从实证到综合的生物系统理论、实验与计算生物学方法和人工生物系统的仿生学与转基因技术整合的工程方法等，探讨生物的“基因型 - 表现型”复杂系统研究，并列出生物技术的仪器和生物信息学的软件公司，以及系统科学与数学相关理论资讯和贝塔郎菲、汤普森和 R.Rosen 等文献。然而，常见提到“系统生物学”，片面理解成了胡德等“ omics ”生物学 - 属于实验技术维度，北野宏明等“ in silico ”的 E-cell 模型属于计算机模拟维度。“系统生物学”词汇 1968 年提出（属于理论生物学概念），现代的概念是 1992 年 -1999 年阐述的理论、计算与实验、工程方法的生物系统研究，也包含生物系统的网络数学模型等维度。工程方法设计与合成人工生物系统，可以开发细胞工厂、生物反应器和纳米机器、细胞计算机等。机械计算器最早的是算盘，指令就是珠算的口诀，算盘的来源是筹算；然而，这需要人工计算，电子计算机只需输入和输出数据和程序。 1992 年在提出系统医药学时，也同时探讨了城市群的文化现象和可能突破诺依曼计算机模型的细胞代谢机制等。合成生物学和细胞仿生学的发展，将可能导致颠覆计算机模型 - 实现平行计算的运算机制建立。 - （细胞仿生工程与遗传工程） -; 个人分类: 科学方法|3218 次阅读|1 个评论

机器计算与细胞机器: benlion 2014-8-4 21:48; 文艺复兴之后，欧洲使用了数学符号，中国古代数学，很早就用算筹符号和机械运算方法。观测仪器发明和归纳逻辑方法，中国古代的工程技术、经验知识描述也是实践的方法。时钟的擒纵器、织布提花机和竹蜻蜓等是机械化、程序化操作和飞行器发明的原型，从珠算的运算、存储等机制到帕斯卡、莱布尼兹和巴贝奇的机械计算器，而后， 20 世纪，从机电装置、穿孔卡编程到集成电路、程序语言的微电子计算机发展。从微电子器件到有机生物分子元件，而后，工程细胞作为计算机器， 21 世纪，发展到合成生物学的人工生物系统工程设计时期。合成生物学最早表述有机化学合成生命形态， 20 世纪 80 年代也出现在计算机科学中，用于计算机软件的制作技术等合成与组装概念。 1991 年我发表论述系统科学、人工智能与基因工程的太阳能 - 生物电子（ SBE ）技术等，即，系统生物工程 - 生物科学与计算机科学（人工智能）、信息技术与生物技术、仿生工程（微电子学）与基因工程整合的交叉学科概念。数理逻辑学和转化生成语法、图论和网络拓扑学等，构成机器运算的理论发展。认知科学、神经科学的生物控制论和系统论，神经网络和遗传算法等是计算机科学、信息技术、自动化和机器人的理论基础。细胞计算机和机器的硬件与软件设计，蛋白质翻译的机理相当加工机器， mRNA 提供蛋白质合成的模块犹如织布机的穿孔花样模板或计算机的打孔卡片程序， mRNA 碱基排列的信息翻译成蛋白质氨基酸序列，相当印花机或织布机的编制程序转换成图案。人工智能、人工生命与人工进化等研究，将仿造与改造生命概念整合，从而成为人工或人造生物系统的工程或人工生物学概念。 - （系统生物学史） -; 个人分类: 技术|2600 次阅读|0 个评论

学术的商业与商业的学术: benlion 2013-9-23 15:29; 林耐的分类学和李时珍的本草纲要都属于观测生物学，达尔文和孟德尔时代进入了实验生物学，而分子生物学为实验生物学第 2 阶段。系统生物学不是增加一个新领域，而是生物学研究方法的更新换代，就是新版本的生物学，如同，实验生物学的分子生物学进展，系统生物学，应该比分子生物学能够解决更多问题。现代教育、现代科学成为职业生涯和走向了商业行为，一些现象已经不属于学术现象，而是商业和企业运营模式。大学、研究所和实验室，在现代成为与就业、生存和地位等联结在一起，已经不能单纯以学术和科学的规律来探讨科学社会学或科学共同体。因而，必须将纯学术内涵与携带的商业行为加以分辨，比如，论文和出版的形式与论文表达和描述的内容，必须分开来评价。媒体报道和机构运营的经费筹集和行为模式，也必须与学术和科学研究的实际内容分开来看待。同样，涉及到一个民族的文明和历史，也必须能够分辨学术内涵与政治和意识形态。客观的学术，没有媒体、区域和意愿等因素，存在与不存在，真实与不真实，不以人的意愿和主观为转移，如同，伽利略言之，地球自在运动。学术中商业行为，带来一些妨碍视觉的雾霭，追求学术、拟或商业，可自我取舍；然而，贸易的实物或产品，同样实在而不以人的意愿为转移，这就是技术的转化和知识的信息，也就是商业中的学术。近现代文明，以新教伦理驱动的科学和产业，或科学家、发明家、金融家和企业家精神，这是赋予了价值观的商业，体现在知识产权，也就是蕴含的技术。附例，生物计算机 – 未来医学： 20 世纪 80 年代，国际上有蛋白质分子作计算机芯片的设想，以及纽约大学 N.Seeman 提出 DNA 纳米技术（ http://seemanlab4.chem.nyu.edu/XOR.html ）。 1994 年南加州大学 L.Adleman 提出 DNA 分子计算机和解决 Hamiltonian 的 7 桥路径问题。 1994 年 Zeng BJ. 提出系统生物工程方法的生物分子电脑、细胞仿生工程等概念， 1999 年设计细胞通讯的分子电路概念图，并与 N.Seeman 进行 email 讨论，而后， 2002 年提出细胞动力学和自动化细胞的生物计算机概念。 2000 年， T.Knight 和 R.Weiss 发表细胞内基因设计的生物计算机，及其进展（ http://www.zeitnews.org/node/2331 ），而 D.Endy 发展了合成生物学的细胞计算机（ http://news.sciencemag.org/biology/2013/03/computer-inside-cell ）。参见更多 - http://docinthemachine.com/ps3cell/ - http://www.extremetech.com/extreme/130923-mit-creates-glucose-fuel-cell-to-power-implanted-brain-computer-interfaces - http://www.deskeng.com/edge/2013/04/biological-computers-could-write-the-future-of-medicine/ 等。 - （学问与商业） -; 个人分类: 资讯|3167 次阅读|0 个评论

人工与转化科学: benlion 2012-7-2 00:49; 评论 1 – 未来计算机生物计算机的概念在上世纪约 80 年代国际上已经提出，细胞计算机和分子计算机、分子机器等也是；但是，采取的是蛋白质分子做元件和采用细胞计算机概念的软件领域的研究，合成生物学和合成遗传学的词汇，也用在计算机科学的软件或理论研究领域。 1994 年阿德勒曼（L. Adleman）国际上发表 DNA 分子计算的试管生物分子计算研究， 1999 年之后（我本人筹备国际协会和国际会议 - 预备 2001 年在北京举办，通知中仿生学和转基因结合的分会议，及基因技术和仿生原理结合的细胞分子线路概念图，并邀请了国际上 DNA 分子电线、元件和纳米生物分子计算机领域的开拓科学家）或更是 2000 年之后才真正从分子计算机走向细胞计算机（ http://www.techcn.com.cn/index.php?doc-view-140862 ）的生物技术或基因工程方法的研究，也就是现在的这类生物计算机研究。目前，国际上已经走向各类生物分子（包括醌类）和复杂生物分子网络微电子原理设计与基因人工合成、转基因技术等，细胞、神经元乃至网络的生物计算机研究。同时，包括微 - 纳流控芯片技术集成的 DNA 分子计算机，这类研究在中科院的研究所和上海交通大学等有一些科学家在进行。细胞计算机的研究，国内有关合成生物学 - 天津工业生物技术所、教育部系统生物工程实验室、中科院合成生物学等研究实验室，可能有起步阶段的合作项目在或正将在开展；但是，真正实现生物计算机的实用尚有很长的道路要走。评论 2 – 转化科学研究约 2 年前 Science 发给我 email 邀请参加网络会议讨论 translational medicine ，但我以为至今这停留在概念阶段的比较多，“ Bench to bedside ”尽管是 1992 年基于生物学研究与医学临床整合的概念提出。我提出系统医药学也是基于 1987 年 -1988 年临床医学对生物学研究的偏见（刚到医学院校任教）而于 1992 年在广州的中西医学比较研讨会上提出。在系统医学提出之后， 21 世纪初美国在建立系统生物学研究所之后胡德在基因测序概念上提出个性化医学，再后转化医学也成为热潮。相比系统医学有非常明确的方法、内容外，个性化医学和转化医学停留在概念上比较多，1992年系统医学和1994年系统遗传学（ http://blog.sciencenet.cn/blog-286952-512497.html ）、系统生物工程等，本来就是基于计算机科学、人工智能科学的基础与转化之间互动的研究观念而提出，并有以系统科学、数学模型为基础、分子和组学生物技术、生物信息技术和个体临床症状群和实验室分析，包括基因组、基因分析等的针对病人的临床医生、实验室科学家结合的方法在内 - 进而将发展到工程化医疗方案的系统化体系。（在科学网的评论）; 2469 次阅读|0 个评论

我的人生道路与我的追求: benlion 2012-4-6 17:55; 人生已过半，回顾走过的道路，思考未来的方向。出生在湖南雪峰山脉的古台山，生活在外婆和外公的医学、工业思维传统和大自然风光的环境里，又有深刻的道家传统的文化背景，可能是导致后来提出系统医药学、系统生物工程等的基础。小学2年级阅读到大部头的医学精美著作，中学时代的数学和物理学特长，对仿生学和遗传学的同时兴趣，大学时代广泛的涉猎科学和人文2大知识体系，这些应该都是重要的背景。大学毕业到1994年基本确定在生物医学的系统科学和系统哲学研究，这个时期提出了系统科学的结构论原理和系统医药学、系统生物工程和系统遗传学等概念、词汇和原理与方法。从1994年到中科院开始具体的实验生物技术和计算生物信息技术方法的工作，涉及到转基因动物研究和基因测序、合成与设计等技术和方法，同时组织和筹备转基因动物的学术研讨会等；因而，将理论研究与实验技术结合起来的系统生物科学与工程概念统一起来，并在国际上筹备协会、会议等而与计算机科学、人工智能、纳米科学、医药科学、神经科学和生物技术等广泛领域的国际科学家通讯，经历了以色列、德国和英国时期的研究。从2003年开始探讨西方文化与东方文化的关系，涉及到李约瑟问题的研究，以及东西方艺术、历史、宗教和社会的文化哲学等。留学所在德国和英国是瓦特发明蒸汽机、西门子发明电动机的工业革命发祥地，从而在2006年决定走向创业的道路。欧洲实验科学和工业革命是近现代文明的典型特征，中国江南是明清工商业萌芽和近代工业发祥地。可能是物理科学领域的数学模型和工程设计的深刻印象；因而，继续90年代基于系统遗传学原理提出的转基因禽类输卵管生物反应器和细胞计算机仿生工程的研究与开发就成为了发展的目标。; 2797 次阅读|0 个评论

[转载]全球首例基于DNA的逻辑门将有望带来注入式生物计算机: edwina 2010-6-8 22:10; 生物计算机的概念提出时间亦不短了，但一直有些瓶颈限制其发展。目前，以色列一所大学构建的DNA逻辑门有了新的突破，为注入式计算机、智能药物带来了福音。作者：克莱狄龙翻译：horizontop 发表于2010年6月2日下午3点 DNA（Deoxyribonucleic Acid, 脱氧核糖核酸）。DNA逻辑门的原理和电子逻辑门一样，它能让我们有朝一日设计出从人体内进行监测和治疗的注入式复合计算机。我们已经可以使计算机在单碘分子和由几种原子组成的晶体管上运行，那么为什么不利用微小的DNA链来创建电子部件呢？以色列希伯来大学的一个研究小组首次创建了基于DNA的逻辑门，它们有望形成微小的注入式生物计算机，从而可在体内进行简单的运算。 DNA逻辑门由DNA短链及其互补链构建，通过两种状态之一像二进制编码中的0和1其取决于输入端的输入状况，非常逼真地模拟了电子逻辑门。在试验中，他们构建了一个DNA版本的异或逻辑门，当两个输入端中有一个有输入时，产生输出；但当两个输入端都有或都没有输入时，就不会产生输出。通过设计，当两个输入端有一个有输入时，DNA逻辑门会发出荧光；而当两个输入端都有输入时，DNA逻辑门就会停止发光。这种反向生物模拟技术可能会用于各个领域，尤其在施药领域，甚至可能会带来先占药物留存在体内，等待识别并处理潜在问题。过去在DNA计算技术方面的努力非常有限，还不能完成这样的巨任，因为他们的DNA只能执行一次指令。但希伯来大学小组宣称，它们研究的DNA链会在每一步后进行重组。这意味着，这些逻辑门不仅可以反复使用，还可将它们串联起来，每个门新产生的输出可以作为下一个逻辑门的输入，这就是复杂运算的基础。然后，完成输出的逻辑门就会恢复常态，准备处理下一个可能不同的输入。最终可能会生产出一种新型智能药物。在你还没有受到伤害时就把这种药物注射到体内；当受到伤害时，与这种伤害或疾病相关联的酶或其它触媒就会激活药物。这就意味着，从理论上来说，或许在未来某一天，我们就可以创建基于DNA的计算机系统，植于我们体内诊断并治疗普通的医疗问题，而我们根本无需去了解它。; 个人分类: 科技前沿|3286 次阅读|1 个评论

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