科学网 › 标签 › 系统生物工程

标签: 系统生物工程

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

技术先导与科学革命: benlion 2014-7-31 10:52; 刚到 2000 年，国际上就形成系统生物学与合成生物学（即系统生物工程）的发展趋势，爆炸性（这个速度没有预计到）的规模化论文发表和会议召开、研究机构建立，以及其它学科领域的科学家加入；当然， 1996 年组织国际会议 * 和 1999 年筹备协会，国际互联网大规模通讯也是很重要的原因。 2003 年转入中西文化与艺术的探讨，思考的是文化和艺术因素对创造发明的影响， 2008 年走向创业之后，分析与思考第 3 次工业革命的内涵、方式和科技中心转移等，同时，也是探索产业发展和项目开发的方向和未来定格。以往的科技和工业革命，局限于通讯和交通限制，科学发现和基础研究的资讯传播比较缓慢，工业革命得益于科学革命，必然是科学领先与工业革命发生在邻近或同一个国家，如，牛顿力学与瓦特蒸汽机，电磁学与西门子电气工业、爱迪生发明工厂等；但是，第 2 次工业革命已经呈现科学与技术的不同国家策略。美国、日本是技术立国，然后才是科学的发展；而且，达芬奇时代意大利仍然只是技术、艺术和工程的发展，伽利略、牛顿和胡克等时代，也首先是望远镜、显微镜等科学仪器的发明，以及莱布尼兹等数学符号和方法的发明。即使 20 世纪 80-90 年代的系统医药学研究，也是开始于计算机科学和技术 – 包括，系统科学和数学方法，以及中医药现代化的技术开发等影响；然后，才是理论、概念和方法提出，再后，也是分子生物技术和生物信息技术、转基因生物技术等整合。应用科学原理和应用技术方法，不同于科学原理的发现和技术方法的发明，如， PCR 技术的发明与 PCR 诊断试剂盒等。因而，技术的发明对科学和工业的革命性影响，决定因素在于科学仪器和实验室技术发明，或工业制造与设计技术的发明创造，这几年的探索，也主要是在探寻技术上的新思路和新方法上的突破。附、工业文明 – 科学模式法律体制的法庭、议院辩论和科举、选举施政纲领等，都存在思路、方法的条理和逻辑论辩，也必须提供客观考证、侦查与检验等事实依据。其实，这就是逻辑推理与观测数据相结合的科学方法；但是，工业与科学的不同传统，在于设计艺术与制造技术的工程方法。注 * ：当时，我把北京画家和我自己的画作都带进了会场展厅。 - （创新型经济区） -; 个人分类: 2014y|1738 次阅读|0 个评论

系统与工程医学 – 转化范式: benlion 2014-2-20 18:45; 21 世纪，环太平洋时期，中国如何发展？ 2007 年 -2012 年阐述了科学、技术与产业革命， 2013 年探索了社会转型的历史逻辑、文化和科学范式的组织化过程。轴心时代文化，人类文明的基石， 20 世纪 90 年代，尽管并不知道这个术语，却从这个文化现象推演科学方法论的发展，以及未来工业技术。直到罗马、波斯（安息）、印度（贵霜）和汉朝的文明格局，仍然是轴线时代模式；而后，中国与罗马走向不同的路径；因而，以古代中国、近代欧洲和现代文化划分为 3 个时期。系统生物学是第 3 时期的范式， 2013 年重新阅读国际文献，发现分别以数学、计算、网络、组学和合成生物学 5 个学派发展，而后，却想到恰好对应 1999 年我的定义 – 生物系统的理论与实验、计算与工程方法研究等 5 个方面。也就是说系统生物学是方法和技术概念，而且，对应数学和技术，科学与工程双重概念 – 生物系统的理论与实验、人工生物系统的计算与工程方法。 20 世纪 -21 世纪，人工智能和计算机科学发展，形成了人工科学范式，转化医学和工程医学、转化生物学和人工生物学，构成天然与人工机器的研究与发展体系。因而，范式向高层次的整合与向低层次的还原，存在一个方向性区别。 - （续，系统生物学 – 观点评述） -; 个人分类: 评述|2469 次阅读|0 个评论

21世纪 - 世界科学与文化: 热度 1 benlion 2013-10-30 00:17; - 预见与实现 20世纪80-90年代，开展系统科学与科学哲学探讨，提出生物系统结构论和系统医药学 - 系统遗传学与系统生物工程*，1994年论述了21世纪将是环太平洋系统生物工程的世纪。 1996年-1999年国际规模倡导系统生物科学与工程的范式，而2003年转入文化哲学和现代绘画研究，以及，环太平洋的儒学-基督教文化融合。科学与文化、工业与艺术，构成基础与应用。 21世纪以来，系统与合成生物学、系统生物科学与工程等国际会议举办，以及研究机构纷纷建立。其中，系统生物学 - 体现为方法的定义 - 理论与实验、计算与工程的生物系统与人工生物系统研究。系统医学 – 19世纪贝尔纳论述实验医学，而今将进入21世纪的新医学 - 系统医学与药物学。系统遗传学 – 体现为机理 - “基因型-表现型”复杂系统的研究。系统生物工程 – 又用“合成生物学”，体现为技术的开发和工业、医学应用。注*：英译“Structure theory of self-organization systems”，“On the concept of systems biological engineering”，“From positive to synthetic medical science”等。（按语：思想观念改变，不仅，道路是披满荆棘，思考与探索极为艰难，而且，于个人是冒险精神，于社会是奉献精神。） -（2011年-2013年《网络日记》- 总结）-; 个人分类: 企业|2597 次阅读|2 个评论

生物系统技术图表: benlion 2013-8-25 00:05; 20世纪 60-70年代系统科学和计算机科学发展，1968年提出系统生物学概念和术语。 60-80年代理论生物学 - 数学生物学、计算生物学发展。 80-90年代技术生物学 - 纳米生物学、生物工程学发展。 1992年-1994年提出系统医学和系统遗传学、系统生物工程。 1999年建立Biosystem Network网站 - 系统生物科学与工程的理论和实验、计算与工程方法的生物系统与人工生物系统研究。 21世纪 2001年国际系统生物学的系统理论、计算（in silico）、组学（omics）与合成生物学论文。 2003年-2007年系统生物学的数学、计算、组学、合成与网络（2004年）生物学学派形成，系统遗传学、系统医学和系统生物科学与工程国际上发展。总结，系统生物学在21世纪能够发展起来，关键是技术的发展。包括，系统科学可操作的技术理论 - 生物系统结构论的图论、拓扑学模型，生物系统模拟、分析与人工生物系统设计、合成的计算、纳米、组学与工程生物学方法。然而，理论生物学≠系统生物学、生物信息学≠系统生物学、功能基因组学≠系统生物学等。 -（接上图解）-; 个人分类: 历史|2392 次阅读|0 个评论

生物经济管理 – 计算机技术与生物技术: benlion 2013-6-19 15:29; 企业经济学，包括，资金管理、技术开发和营销广告等组织与调控的复杂过程。生物科学与技术、产业的研究，经历了20世纪80-90年代的科学与哲学探讨、21世纪初中西文化与艺术探索，而后，产业与经济的社会考察，实际上，贯穿的主线是生物系统的科学、艺术与工程、数学等思考。剑桥的合成生物学图标（ http://www.synbio.org.uk/ ） - 试管和扳手，让人想起20世纪60年代美国伊利诺斯大学提出仿生学和图标 – 手术刀和螺丝刀，而60年代在俄亥俄州的西保留地大学提出的是系统生物学，20世纪80-90年代，直接的想法就是整合仿生学与遗传学研究 – 系统生物工程。如同，拓扑生物学、全息生物学、混沌生物学，网络生物学（ http://www.barabasilab.com/ ）是否同一类概念？分形几何学、混沌动力学和网络拓扑学，都是描述系统复杂行为的数学方法；因而，都属于理论和数学生物学。一个学科研究的开拓、建立与完成，经历许多不同类型的科学家发展： 1）提出新的概念、原理和方法；2）发明新的技术；3）提出新的理论；4）发现新的知识；而5）将已有理论、已有技术应用到更广泛的分支和其它领域，比如，在系统生物学、合成生物学时代的网络科学、代谢工程*等发展。其实，这个历程，并非一个简单的过程，而是，经历了复杂而漫长的探索与研究，探寻实现可操作和实际进展，仍然，需求新的思维、新的方法和新的技术，才可能在系统生物学和系统生物工程领域有突破进展。其中，包括，组织机构，比如，企业运行的机制等，如何建立起来？中国的经济发展，不同于欧洲、美国，也不同于日本、印度等模式。注*：代谢系统的控制论、网络理论（ http://blog.sciencenet.cn/blog-286952-670400.html ）等为20世纪60-70年代提出。另，A.L.Barabasi于2004年、2007年提出网络生物学、网络医学概念；但是，这与数学生物学、计算生物学、纳米生物学等属于研究方法层次的概念，不同于系统生物学、合成生物学等层面的概念。 20世纪的系统理论和代谢工程等科学家在21世纪转入系统与合成生物学研究，如果，在理论、技术和方法等没有独立的创建，也没有列入以上简史列表，比如，采用“control of flux”理论研究代谢工程的合成生物学，应用'small-world' networks”研究信号传导网络的系统生物学等。也就是说：概念的分层为，1）系统生物学、系统医药学和系统生物工程属于第1层；2）系统生理学、系统遗传学等属于第2层；3）数学和拓扑、组学（omics）和纳米、计算（in silico）和网络生物学等属于第3层，2000年及之前的合成生物学也属于第3层，由于Endy等论述为工程系统生物学而转换到第1层。 -（生物系统科学与工程）-; 个人分类: 科学|2655 次阅读|0 个评论

系统生物学 - 历史与展望: 热度 1 benlion 2012-10-8 17:04; - 存在的问题与未来发展趋势何谓之系统生物学？ 1999 年我的系统生物科学与工程定义：系统理论和实验、计算与工程方法的生物系统与人工生物系统研究，包含了理论与实验、基础与应用等偶合概念。最早是 20 世纪中叶，在欧洲产生了麦克斯韦的电磁场理论、光的波粒二象性，应用在心理物理学形成了格式达心理学学派，《生命是什么？活细胞的物理学观》引起许多物理学家转入生物学研究。生物物理学、生物化学和生物数学的发展，从生态系统、动物行为等领域诞生了有机思维和系统论，也在行为学和机器通讯中建立了控制论和信息论，在热物理学中将负熵概念解释为信息概念，又发展出耗散结构理论和分子动力学等，从而系统科学 – 包括系统论、控制论、信息论等，不但应用于神经控制论，也应用在代谢反应和生物化学系统论研究。然而，从系统生物学词汇（ 1968 年美国举办的系统理论与生物学会议）和应用系统理论于生物系统的研究（贝塔郎菲的理论生物学）提出，到 90 年代只是各学科词汇和概念（系统生态学、系统生理学、系统遗传学和系统生物医学或系统医药学、系统生物工程）提出或理论等层面，这就经历了 30 多年时间， 90 年代末才具备计算生物信息技术和组学等分子生物技术的“干”与“湿”的实验条件，包括转基因生物技术、纳米生物技术等方法，于是，在 21 世纪初迅速形成一个发展趋势。其中，直接衔接的是生物化学系统论（ 1989 年美国举办的计算机数学建模国际会议）和代谢工程向细胞信号传导、基因调控网络的细胞分子生物系统延伸。而 2003 年（人类基因组计划完成）在澳洲举办的第 19 届国际遗传学大会，我论述了（其实，属于重述 1996 年在北京举办的第 1 届国际转基因动物学术研讨会讲演的应用生物系统论方法的遗传学与生物技术研究）经典遗传学、分子遗传学到系统遗传学的发展，包括从细胞分子系统到器官形态发生系统的细胞发生动力学。系统生物学的理念是研究生命现象的本质规律，建立一个如同物理学、化学那样成熟的理论与实验结合的科学体系，具有良好的逻辑学和数学方程式，及其可预测的科学研究模式，生物学在目前的系统生物学时期依然只是一个形成时期，远没有到达成熟和产生麦克斯韦、爱恩斯坦、普朗克等那样时期。以 1999 年计算到现在是 13 年时间，尽管 2003 年形成交叉学科共识，也都凡必提及其构成的几个方面；但是，目前，许多依然停留在以往学科不同来源或起点的领域里，也就是 D. Nobel 所说的生物信息学、功能基因组学等 - 也包括数学理论、高通量和组学生物技术等背景的科学家，或者以理论（数学）生物学、组学（高通量实验）生物学、计算生物（信息）学、工程（合成）生物学和网络（ Biosystems Modelling ）生物学等学派形式发展。因而，交叉学科整合的系统生物学真正时代尚未到来，一定会在一定时期诞生使生物科学有所实质重大突破的科学家浮现出来，如同系统科学于计算机科学、电磁物理学于微电子科学那样，在医药科学与生物制造等应用工程实现转化科学形态。附，网址： D-BSSE （ http://www.bsse.ethz.ch ，3点表述实验、计算与工程方法及天然与人工生物系统）； National Centers for Systems Biology （ http://www.systemscenters.org/ ，链接包括系统遗传学、细胞动力学与合成生物学等研究中心）。; 个人分类: 2012|1053 次阅读|6 个评论

生物机器，科幻离现实有多远？: benlion 2012-10-4 10:04; - 实现的途径与未来的用途也许有人会说我是看科幻电影看太多了，然而，在现实中的企业，比如， intel 已经设置未来学家的职务， DARPA 科学家从科幻中寻找灵感，现代科技可实现的能力越来越强。在中学时代就爱看的是科幻小说和推理小说，前者是想象思维的训练，后者是逻辑能力的操练，而且，科幻小说中不少概念和想法已经成为现实的科学与技术。思想 - 罗素，有一段非常重要的论述，他把思想看作世界上最重要，不但影响社会，也影响科技的就是新的思想和思维的解放。钱学森之问是科技的创新，钱伟长之问是民族的气节，两者均离不开思想的解放。回到科技，机器人问题，最初是阿斯莫夫提出机器人 3 规则，这属于伦理学。实现机器人的智能化，同样，存在一些基本规则，这是基于生命科学的研究，我 2010 年在加州的纳米科学与技术国际会议上提出： 1 ）能够自动寻找能源补给； 2 ）能够操作机器人生产线； 3 ）能够修订机器人设计图纸等。首先，“生物机器”来自《生物机器》、《人是机器》和冯·诺伊曼的《计算机和人脑》等概念，诺伊曼的贡献不但在计算机领域，而且于经济学的博弈理论等。从动物行为和心理学到遗传学、生物技术的贯彻， 1999 年我将细胞的基因组看作一种“ genomic intelligence ”的计算机程序，从而成为可以人工改造与设计，这是合成生物学中生物计算机的一个重要概念。其次，如同生物计算机是“湿”（ wet ）或活（ living ）的计算机 - 美国已有细菌计算机的部分运算功能，生物机器不同于现有“硅电子”机器人，而是有重新设计细胞分子模块和细胞网络构成的活（ living ）的自动化生物系统或活的细胞、组织与硅元件电子模块嵌合的生物化学机器人 - 英国已有部分实现的成果，在医疗工程乃至军事技术领域都是一个广泛应用的前景，比如，细胞计算机用于危险物品探测、生物机器人用于侦探等，医疗用纳米细胞机器人用于体内微观手术和治疗等。注：美国科幻电影，基本包括 4 个方面的柔和， 1 ）宗教（或神话）， 2 ）科学（未来科技设想）， 3 ）技术（拍摄于制作技术）， 4 ）艺术（美观和震撼的现代代艺术风格），不仅仅是这些，更重要的是蕴含着比较深刻的思想 - 伦理的和社会的并以全球眼光和宇宙视野，折射了现实社会和导演背景的人们在想些什么。; 2818 次阅读|0 个评论

新诸子百家：3）道家: benlion 2012-9-27 21:55; “医不可以无易，不知易不足以言太医。”……［明］张介宾。山东、河南等儒家文化，陕西、山西偏于释家文化，湖南、湖北多为道家文化，安徽、江苏墨家文化等特征，华东较早发展近代科学和工业文化。道家实际上偏于自然哲学和逻辑学，我的思想主要来源于道家和西方系统哲学；但是，在欧洲时期影响我的是德国和英国工业革命的历史背景。 21 世纪伊始，系统生物科学与工程体系在全球迅速发展，是否回到研究的道路上来？抑或是继续走向创业，或者同时兼顾？系统生物学学科关系及年表图其中，年份为提出的时间， 1999 年在德国时建立生物系统网络（ biosystem network ）的网站，并通过联合国驻瑞士机构的朋友联系注册 Biosystem Science and Engineering 协会等事宜。现瑞士 ETH 的 Department of Biosystem Science and engineering 是欧洲较大和全面的系统生物学研究中心。系统生物学整个体系，实际是以系统综合（ synthetic ）的结构论，即结构整合（ integrative ）、稳态调控和分层建构（ constructive ）等规律为理论基础。; 2739 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）; 2451 次阅读|0 个评论

系统医学与遗传学 – 评论: benlion 2012-6-12 21:05; - 经典与当代遗传学 - 97 年到 02 年，在国外经历了系统遗传学与孟德尔遗传学很激烈的辩论，尤其是动脉硬化和脂类代谢的实验和神经内分泌发育研究，还 2005 年国际上发表的论文恰首先是动脉硬化的系统遗传学研究，而现在系统遗传学已经成为这些领域的国际发展趋势。可 www.google.com.hk 一下 “systems genetics” 。更早在 80 年代大学毕业，当我提达尔文 / 孟德尔 -“ 牛顿物理学 ” 与结构论（ structurity-structure theory ） / 系统遗传学 -“ 爱因斯坦物理学 ” 时，包括我的女朋友（后为妻子）都半真半假地讽刺， 21 世纪初在国外当我同样提这些观点时，教授们和同学们同样半真半讥讽中国那样的环境不可能产生前瞻的科学思想等；但是， 21 世纪的钟声刚刚响过，国际生命科学家界就已经走向了这个方向，如今已经在国际生物学界成为主流趋势，提及牛顿与爱恩斯坦之比，提及系统生物学及其工程的结构论思维已经是不少科学家。 - 西医与中医 - 关于这个问题，在我的博文中有许多论述：一、“西医”的说法不恰当，我们现在所说的“西医”实际是说的“实验医学”或称近代医学，西方或欧洲也有传统医学，如同中医一样用“草药”，近代医学是在有机化学和实验生物学（包括生理学）之后诞生，“中医”实际上指的是“中国传统医学”这才对应的是“欧洲传统医学”，但不是对应近代或实验医学，欧洲传统或中国传统医学都属于“经验科学”，也就是说通常以 17 世纪诞生实验科学称为“科学”之前的“前科学”；二、近现代系统科学、计算机科学和基因组学等的生物科学发展，中医的系统思维研究（比如，钱学森），在两者的结合面上，或者更具体和准确地说是 1992 年我在广州中医药大学的首届全国中西医学比较研究讨论会上提出系统医药学（医学与药学）词汇、概念和模型、原理，正是基于第一点的历史资料为依据提出，系统医学与中医的关系，将如同实验医学与欧洲传统医学的关系，未来系统医学 - 实际上是实验医学进一步在系统科学和现代计算机、生物技术等基础上将中医药的一些初级系统思维和模型融合或吸收与消化进入，最终实现一种统一的医学模式 - 即，系统医学与药物学。 “阴阳学说” - 用现代科学诠释是正负反馈调控。 “五行学说” - 用现代科学诠释是稳态系统模型 - 更具体是代谢器官的代谢稳态动力学模型，中医的许多观点、词汇、概念需要用现代科学的语言来诠释，系统医学的提出就是基于这样一种研究方式， 90 年代末和 21 世纪初的国际通讯中探讨的系统生物学思想的来源就是中西医学的比较研究和中医药的现代化研究中的古代语言的现代科学重新诠释。中医药的现代化，首先要做的工作就是用现代人的语言来诠释或理解古代人的思维和语言，只有在这个基础上中国传统科学、传统文化才能走向新的创新起点。这种语言诠释如同中文与外文翻译，首先一定必须是真实于原文的内涵和外延的内容客观真实，然后才是其余，但科学研究还有一点不同之处是从中启迪新的思维和方法。祝总骧的经络研究非常有价值， 90 年代我读过他的那部大著作， 80-90 年代中国科学界和哲学界对中医与西医、中国哲学与西方哲学、古代科学与现代科学的许多讨论是非常重要的探讨，尤其是中医药的现代化研究是非常有世界领导性意义，可以说 90 年代提出系统生物科学（包括系统医学）的整个思路就是来源于这里，事实是： 90 年代末和 21 世纪初从北京到海外的这个跨越时间段大规模的国际通讯之后，在 1999 年底和 2000 年初国际上终于兴起系统生物学，然后是系统医学等，目前已经成为国际医学界的发展趋势。（ 6 月 12 日在科学网即兴评论汇集）; 2986 次阅读|1 个评论

1991年-2011年: benlion 2012-6-10 12:55; 上、尽管理论是 1986 年夏完成的《结构论》，但因中文翻译 “systematic biology” 为 “ 系统生物学 ” 和 “systematics” 为 “ 系统学 ” ，钱学森主张的系统学和中医的系统论观点，作为大学生物学系毕业的我，当然非常清楚 “systematic biology” 和 “systematics” 是生物分类学。张颖清等的 “ 全息生物学 ” 、 “ 全息医学 ” 从中医理论和分形几何学吸收思维，对于我从大学开始对科学哲学、系统哲学有兴趣的来说，也很明确全息理论的局限性。又因为在农学和医学院校任教，也很清楚 “biosystems Science” 和 “biosystems engineering” 。因而，正式发表开始于 1991 年到 2011 年的 20 年期间，在词汇上交替用了 “systems biological science engineering” 和 “biosystem science engineering” 、 “science engineering of biosystems” 等，但在中文上用 “ 系统生命科学 ” （以别于 systematic biology ）、 “ 系统生物工程 ” 、 “ 系统医药学 ” （ medicine pharmacology ）和 “ 系统遗传学等 ” 。在 1994 年到北京之前，基本上是理论、概念、原理和方法探讨， 1992 年 -1993 年从天津到广州、太原到长沙、新乡到武汉的学术会议阐述也是， 1994 年 -1995 北京、上海和长春的发育生物学、转基因动物、生物医药学术会议讨论是生物技术和生物信息层面的具体研究开始。 90 年代中科院北京的研究所是国内最早用上 internet 互联网 email ，当时筹建中国转基因动物学会挂靠发育生物研究所，童第周实验室是中国最先研究转基因、核移植的发育生物学和基因工程实验室，还微生物研究所最早使用 Netscape 和美国 NIH 的 Genbank 等检索，也是中国第一个引进质粒、基因测序仪、 DNA 合成仪和 mRNA 差异显示分析仪，以及生物信息分析软件等。组织在北京 1996 年举办第一届国际转基因动物学术研讨会期间，一是从 Medline 光盘数据库，二是从北京图书馆外文期刊部，检索和查阅了大量的国外科学家的 email 地址，其中包括了与美国正在做转基因研究的 Hood 和 Avigenics 公司等，开始了大规模的电子邮件通讯。 1997 年到了海外后，导师的电脑可以自由使用，收藏夹（ Bookmarks ）大量网站信息和当时网络上提供建立网页的自由空间和方法使我能够采用 Yahoo 的网页指南方式建立资讯数据库， 1998 年开始建立 genbrain biosystem network 网页。 1999 年筹备系统生物科学与工程（ The Associates for Biosystems Science Engineering ） - 定义为系统论、实验、计算与工程方法的生物系统与人工生物系统分析与综合研究的国际协会和会议时，注册域名建立正式网站，同时，在 Nature 和控制论的国际期刊发布，在当时许多科学专业用 BBS 等自由张贴。国外更方便在线浏览国际上大学、研究所和公司的网页资讯；因而，开始与更广泛涉及到探讨生命现象、医学与工程的系统科学、计算机科学、纳米科学、机器人和人工智能等许多学科领域的科学家国际通讯，其中包括邀请了日本 e-cell 课题组 Tomita 等，倡导实验（ experimental ）生物学与计算（ computational ）生物学结合研究生物系统。 1999 年 -2003 年不断充实和完善 genbrain biosystem network 网站的内容和资讯数据库。下、 2002 年在英国 7 月 -10 月用 3 个月写的课题申请报告于 2003 年元月得到医学研究基金会评审通过而成为 grant-holder 类的研究员， 2003 年 -2006 年，一是与计算机系的教授探讨了生物医学与计算机科学的合作研究，二是在图书馆大量阅读探讨起中西文化与科学 - 即，所谓的李约瑟难题。英国是工业革命发源地，运河、罗素集团大学中的红砖建筑都是工业革命的标志，大学管理大楼拱门上和市政厅、图书馆都有瓦特发明蒸汽机的雕塑， 2006 年 -2008 年开始对工业革命与经济发展探索，参加了 2007 年“春晖杯”竞赛和“春晖计划”，随后 2008 年在江苏成立系统生物工程研究所有限公司。 2008 年 10 月 -2009 年 4 月开始进入项目运作，到 2011 年 10 月终于完成了系统生物科学与工程的国际国内历史考察、研究与发表，澄清或明晰有关概念、理论和方法与学科发展历史事实的资料等，同时，考察与研究了中国的科技与经济发展模式 - 即，探讨了钱学森之问。（ 1991 年 -2011 年总结）; 2597 次阅读|0 个评论

科技革命与产业革命: benlion 2012-4-13 03:52; 国际上称已经发生过4次科学革命和正在发生第4次技术革命和将会发生第3次工业革命，科学革命、技术革命、产业革命是完全不同的3个概念。第4次科学革命在国内外业界内都说到系统生物学，第4次技术革命涉及系统生物技术或工程的发展或技术突破，第3次产业革命在国际上共识的重要特征是生物工业或生物经济领域的工业化发展或“系统与合成生物学偶合将导致第3次产业革命”（引文 - 英国皇家医学科学院和工程院院士Kitney于2007年6月）。系统生物科学与工程关键特征 - 系统科学、计算机科学（信息科学和人工智能等）、微电子科学、纳米科学、生物科学、医药科学和技术等交叉与综合研究“生物系统”与开发“人工生物系统” - 包括湿的活体的人工设计与合成细胞机器、生物反应器和干的分子元件建造的仿生纳米机器、生物传感器等 - 也包括计算机网络或机器软件包等虚拟现实世界的生命、器官、机器等设计体系等。; 2546 次阅读|0 个评论

细胞工厂与生物工业: benlion 2011-11-28 14:20; 以下论文尤其是图片非常好和直观地描述了什么将是未来的细胞工厂和生物工业 - 一种新的工业生产与自动控制模式。系统生物工程（1994年）在系统科学理论和现代生物技术、计算机技术等 - 遗传工程和仿生工程在分子细胞生物系统层面整合新的工程学范式 - 涉及生物（转基因和生物炼制）反应器、生物计算机和太阳能生物技术（生物能源和代谢工程）等。1999年筹备国际系统生物科学与工程会议，我用“genomic intelligence”、“artificial biosystem”和细胞内信号传导、基因调控网络的微电子元件和转基因技术的分子、细胞、神经元到神经网络的示意图，2002年在线发布细胞内分子系统模块和细胞通讯设计的遗传学与仿生学整合的“automatic cell - the bio-computer”原理图。另，据说蒸汽机是水车与鼓风机结合的原理，这让我想起中国明清的纺织业和工商业萌芽，于是来到了江南。 --------------------------- Curr Opin Biotechnol. 2010 Aug;21(4):572-81. Epub 2010 Aug 9. Programming cells: towards an automated 'Genetic Compiler'. Clancy K , Voigt CA . Life Technologies, 5791 Van Allen Way, Carlsbad, CA 90028, USA. Abstract One of the visions of synthetic biology is to be able to program cells using a language that is similar to that used to program computers or robotics. For large genetic programs, keeping track of the DNA on the level of nucleotides becomes tedious and error prone, requiring a new generation of computer-aided design (CAD) software. To push the size of projects, it is important to abstract the designer from the process of part selection and optimization. The vision is to specify genetic programs in a higher-level language, which a genetic compiler could automatically convert into a DNA sequence. Steps towards this goal include: defining the semantics of the higher-level language, algorithms to select and assemble parts, and biophysical methods to link DNA sequence to function. These will be coupled to graphic design interfaces and simulation packages to aid in the prediction of program dynamics, optimize genes, and scan projects for errors. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20702081; 2375 次阅读|0 个评论

资讯（5）系统生物工程: benlion 2011-9-7 08:28; Colorado Initiative in Molecular Biotechnology, CU Boulder Building - http://bayes.colorado.edu/biotech/building.html EPFL LCSB - http://lcsb.epfl.ch/ ETH - IMSB Institute for Molecular Systems Biology - Center of Biosystems Engineering (C-BSSE) - http://www.imsb.ethz.ch/ Forschungszentrum Jülich - Systems Biotechnology - http://www.fz-juelich.de/ibg/ibg-1/EN/Research/SystemsBiotechnology/_node.html Gallery of Molecular Machines - http://www.wag.caltech.edu/gallery/gallery_nanotec.html Genomics and Systems Biotechnology Laboratory Home - http://gsbl.ucsd.edu/ Life sciences bioengineering, systems and synthetic biology - The IET - http://kn.theiet.org/lifesciences/ Molecular Systems Bioengineering - http://www.rci.rutgers.edu/~cmroth/ Molecular Systems Bioengineering Research Group - http://unit.aist.go.jp/bpri/bpri-msbi/index_e.html Nanorex, Inc. - Molecular Machinery Gallery - http://nanoengineer-1.com/content/index.php?option=com_contenttask=viewid=40Itemid=50 Peptide and Protein Building Blocks for Synthetic Biology – EHC Broomley et al. Freelancing science - http://freelancingscience.com/2008/02/04/peptide-and-protein-building-blocks-for-synthetic-biology-ehc-bromley-et-al/ RobAid Robots, gadgets, tech, bionics and green architecture news - http://www.robaid.com/ Ron Weiss - ACM author profile page - http://portal.acm.org/author_page.cfm?id=81332534610coll=GUIDEdl=GUIDEtrk=0CFID=95207127CFTOKEN=89027479 Ron Weiss' Personal Page - http://groups.csail.mit.edu/mac/users/rweiss/ Scientists Glimpse Cellular Machines At Work Inside Living Cells - http://www.sciencedaily.com/releases/2002/11/021122074846.htm systems bioengineering - http://vivo.cornell.edu/display/individual26373 Systems Bioengineering - Biomatics.org - http://biomatics.org/index.php/Systems_Bioengineering Systems Biotechnology - http://www.csm.bio.dtu.dk/Research/Systems%20biotechnology.aspx TUM BioVT Systems Biotechnology - http://www.biovt.mw.tum.de/en/systembiotechnologie/ （注：系统生物工程 -SBE 整合了 systems “ biotechnology, bioengineering, biomedical engineering, biosystem engineering ”的概念）; 个人分类: 2011|1898 次阅读|1 个评论

系统医学与生物工程（绘画）: benlion 2011-9-4 08:03; 系统医学与系统药物学（2005年元月画于英国）：系统生物工程与遗传机器（2005年元月画于英国）： - 2005年在英国我（曾杰，字邦哲）的部分电脑绘画作品（更多见 - 1999-2011，Genbrain Biosystem Network*） - 1994年-1996年文章“论系统生物工程范畴”、“医药科学从实证到综合发展”和“自组织系统的结构论”英译为“On the concept of systems biological engineering”、“From positive to synthetic medical science”和“The structure theory** of self-organization systems” - 1999年Genbrain Biosystem Network在线英文摘要（生物系统的结构整合-integrative、功能适应和层级建构-construct）和英文目录（“分子-细胞-器官”生物系统模型图、stable oscillator），以及筹备***协会、会议（细胞分子电子元件与转基因技术整合-概念图）和生物信息与生物技术等资讯（如， http://www.exploratorium.edu/complexity/CompLexicon.html ）等。注：*，Google等列入目录指南和国内外研究机构、大学等生物信息网页链接（如，2000年元月Principia Cybernetica Web）。**，2008年Nature发表文章论述系统生物学与合成生物学的结构论（structure theory）。***，1999年10月Nature、1999年12月Kybernetes等刊登。（图片版权所有，未经许可不可转载）; 个人分类: 2011|2400 次阅读|0 个评论

系统生物科学（1999年）摘录: benlion 2011-9-4 07:43; Dear Colleagues, The biosystem science and engineering* --- biosystem patterns, bio-logic of genome and biotechnology of molecular, cellular organ biosystems. Today, we are all experiencing an era of much faster development in world wide molecular biology, computer science genetic engineering. ----- The purpose for the CABSE is ---- on the molecular science and engineering of signaling genetic control of biosystem patterning, the signal transduction regulation of gene expression in cellular, neural network organ morphogenesis, and gene cloning, transgenics, nanotechnology, biomolecular computing . --- investigating the interdisciplinary of various fields. ---- diversified aspects of molecular and cellullar biology of development and evolution of biosystem modules . ---- will cover a wide range of topics on the signal transduction of gene expression, RNA transcription; protein translation, localization and degradation; cell division, DNA replication, mutagenesis, amplication and fragmentation; molecular cloning, recombination, transgenesis, DNA based computation, protein engineering etc. for the best understanding of multiple signals controlling of genomic program in biosystem patterns ---. The CABSE is intended to embrace both --- for computational and experimental biologists ---- We are looking forward to welcome you to attend the CABSE for an exciting scientific and cultural experience. Cordially yours ------------- The (World) Associates for Biosystem Science and Engineering (WABSE), ---for the advancement of investigating the bio-logic foundamentals and bio-industrial applications of the genomic intelligence, artificial biosystems . The biosystem science and engineering is the computational, experimental and engineering manipulation of biosystems , includes the genetic (biopharmacy, transgenesis - the (International) Union of TransGenics (IUTG)) and bionic (nano-robotics, biochip computing) analysis of biosystems in genomes and organisms . The WABSE will promote the research of the biosystem patterning from biomolecules, cellular phenotypes to organic systems such as neural network, vascular systems, and the development of bionic intelligence, transgenic organism etc. for the bio-industrialization. ---- for global cooperation in transgenics and functional genomics, ------, which includes the divisions of nanotechnology, biocomputing and transgenics etc., ------ in response to hold conference exhibition on biosystem science engineering, and publish the Structurity Bulletin (biosystem analytics) ----. -- 1999年-2001 年的会议邀请函及协会介绍（涉及系统 \ 计算机 \ 纳米 \ 生物 \ 医药 \ 工程等广泛领域的通讯，以生物系统技术为主），另有细胞内电子元件与转基因的设计示意图（见博文 -“相对论与结构论”）等 -- 注*： 1968 、 1993 年国际上已有“ systems biology” （ 1989 年为生化代谢与计算生物学）， 1910 、 1974 、 1980 年国际上已有 “synthetic biology” （ 1974 年为 DNA 分子重组与合成）； 1992 、 1994 年曾杰（邦哲）提出“ system genetics, systems medicine, system bio-engineering”（以生物系统理论为主）- 总称“ systems biological-science” （ 1996 -1999 年转换为 “biosystem science engineering” - wabse/bsse.html及系统理论与生物技术的整合概念， 2007年瑞士ETH建立BSSE - http://www.bsse.ethz.ch/ 系）。系统生物学 - 理论生物学部分：1）系统科学理论（systems theory）、2）系统数学模型（systems modelling）等。 - 生物技术部分： 1）组学（omics）生物学（功能基因组、高通量实验等）、2）计算生物学（生物信息、e-cell软件模型等）、3）合成生物学（DNA、基因组合成、基因工程等）、4）纳米生物学（生物分子计算、芯片制作等）。另外： 1996年国际转基因动物学术研讨会 - 我多用“biosystem theory”和“system bio-engineering”。在 20 世纪最初 “s ystems biology ”和“ biosystem science ” 都是用于生态系统的概念， 21 世纪都转换到分子生物系统研究。; 个人分类: 2011|946 次阅读|1 个评论

系统生物学概览: benlion 2011-8-18 08:29; Outline of Systems Biology 无疑， 20 世纪的科学理论与技术发展，系统生物学在世纪之交发展到基因组遗传学研究，成为了前沿科学。概念： 20 世纪中贝塔郎菲一般系统论与有机生物学概念，定义为系统论、整合和计算机数学模型等研究方法，把生物看作开放系统来研究。艾根（ Eigen M. ）创立细胞起源的基因与蛋白质分子系统超循环论，系统生物学（systems biology）术语出现于 1993 年德国马普研究所Zieglgansberger W. 和 Tolle TR的神经系统疾病研究论文。时期：从种群、器官到细胞生物系统研究，经历系统心理学、系统生态学、系统生理学到系统医学（ Zeng BJ.1992 年）、系统生物工程（ Zeng BJ.1994 年）与系统遗传学（ Zeng BJ.1994 年） - 1）行为、生态系统生物学，2）生理、生化系统生物学和3）遗传、发育系统生物学等时期。理论 : 从生物进化论、系统论（新老三论）到生物系统泛进化论（结构论“ structurity ”*， Zeng BJ. 1986 年）。会议： 1968 年美国举办了系统论与生物学（systems theory and biology）国际会议， 1989 年美国举办了生物化学系统论与计算机数学模型国际会议（分子与计算系统生物学）， 1996 年国际转基因动物学术研讨会与遗传学的生物系统论（秘书长Zeng BJ ）。定义： 1999 年在德国建立系统生物科学与工程网及筹办国际协会（ Oct.14,Nature,Dec. Kybernetes ）等 - 定义基于生物系统论和实验、计算与工程方法的生物系统分析与人工生物系统研究（Zeng BJ）。进展： 2000 年，美国胡德（Hood）建立系统生物学研究所，日本北野宏明（Kitnano）和 Tomita 举办国际系统生物学会议，美国 Kool等重新提出合成生物学和定义为基于系统生物学的基因工程。方法：随着化学生物学（ 90 年代高通量芯片技术）、计算生物学（ 80-90 年代生物信息技术）与合成生物学（ 70-80 年代基因重组技术）、纳米生物学等发展，提供了系统生物学的技术基础。 *注：系统与整合、合成与建构生物学的理论基础，对比相对论物理学，“structurity”对应“relativity”。 “结构论”国际会议阐述最早为1993年武汉国际科学哲学与逻辑会议（中日双边）和1994年北京纪念维尔纳科学哲学学派的国际会议（1994年5月版），实验、计算和工程方法涉及组学、计算和转基因系统生物技术等。曾邦哲（ Zeng BJ ）于 1992-1994 年发表系统医学、系统生物工程与系统遗传学等概念与结构论原理， 1996-1999 年筹办国际会议和系统生物科学与工程协会和网站*等，1997-2006年为具体课题研究及在英国主持经费（grant-holder）时期，2008年创立邦哲系统生物工程研究所**。来源于 - 转载自“系统生物科学与工程网”（Genbrain biosystem network），《结构论通报》， 2009 年 8 月30日。 *，全球第一家系统生物科学网；**，世界第一家系统生物工程研究所。附注： 20世纪80-90年代我探讨系统生物学的路径 1）罗吉尔·培根炼金+炼丹-医疗化学实验-实验科学； 2）中医+西医-系统心理学-系统科学-系统生物学； 3）行为医学-“社会-心理-生物”综合医学模式； 4）生物化学-生物物理学-热物理学-生物（化学）物理工业模式； 5）中医系统理论-全息医学-混沌理论-系统医学； 6）心理生物学-科学哲学-系统哲学-系统生物工程； 7）形态发生场-生物系统泛进化-结构论-系统遗传学； 8）系统生态学-系统生理学-系统遗传学-系统生物科学； 9）生物系统科学-生物系统工程-生物系统技术、生物系统医学； 10）生理学体液稳态-控制论-人工智能-生物计算机，等等。总之，一个相当复杂和耗时间、精力的探索过程，1996年国际转基因动物会议时期形成了现代的概念。; 1701 次阅读|0 个评论

1996-1999年度: benlion 2011-7-28 13:05; 系统科学和新老三论，诞生于二战时期及之后的 60-80 年代，钱学森的重大贡献是工程控制论，并且，在中国 80 年代导致了系统科学、系统哲学的热潮，还此时期的欧美正在发生一场分子生物学的革命，分子、组学和计算生物技术等形成。中国在引进或学习西方科学的怠后现象，反而导致了一种奇特现象： 80-90 年代关于中医药和中国哲学的系统思维探讨，中医药的现代分子生物技术研究，这两个趋势或观念在 1996-1999 年代于北京中关村的中科院的微生物学研究所、发育生物学研究所里融合或集聚在了一起。系统科学理论和数学方法是计算机科学、自动化和信息技术的理论基础，系统科学在后期又发展出人工智能、人工生命、人工进化、进化算法、遗传算法和在 90 年代的互联网时代的网络系统研究等，计算机、通讯技术在硬件上向集成电路、非晶有机分子元件、纳米化学、 DNA 计算技术等发展。分子生物学和生物工程技术， 80-90 年代转基因生物、基因组计划和基因合成、基因测序、基因调控表达、神经科学、细胞信号传导、代谢网络等研究也进入了一个规模化、高通量和系统化（ systematic ）实验研究的时期。尽管系统生物学词汇（ Systems Biology ）在 1968 年的国际系统论与生物学会议 * 提出， 60-80 年代的系统生态学、系统生理学已经发展；但是， 90 年代我提出系统医药学、系统遗传学和系统生物工程等，开始于 80 年代中医药的系统思维和 90 年代西医学的分子生物技术、计算机软件方法的探讨 - 分子、细胞到器官、个体的 “Oscillation and Patterning” 的生物系统模型。 1996-1999 年度，组织和筹办国际会议和协会，并广泛与系统、计算机、纳米、生物技术、生物医学工程等学科领域的科学家通信时期，才明确阐述系统论和实验、计算与工程方法结合研究生物系统与人工生物系统的概念；而且，也只有此时期， Church G. 等组学芯片的系统（ systematic ）实验方法、文特尔和 Tomita 的 e-cell 软件研究、 Leibler 的代谢系统鲁棒性理论发表等。也就是说， 1996-1999 年之前系统方法（systems approach）的生物学研究和系统伦、控制论等理论基础已经形成，但仍然是生态学和生理学等层面的学科；因此， 1999 年我在筹备国际会议和协会开头说的就是分子生物学、转基因技术和计算机科学迅速发展，到了结合起来研究生物系统的时期。 *， Mihajlo Mesarovic ，美国 Cleveland 的 Case Institute of Technology 。（历史回顾）; 2591 次阅读|2 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 系统生物工程

相关帖子

相关日志

关闭安全验证