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系统分析方法与作物水分利用效率的分析
csiro 2012-11-23 08:05
做生态学研究的一个基本思维方式,就是系统分析,因为生态学是研究生物体与环境之间的相互作用。所谓系统分析就是把研究对象作为一个系统来研究,这就需要对系统的界定,包括系统的边界、系统内部的组分。 系统的边界的划分要考虑研究的对象以及所涉及的过程的驱动因素是什么,这个驱动因素就是系统边界以外的,是给定的。比如说气候变化对作物叶片光合作用蒸腾作用的影响,气象因子就是系统的外界条件,是输入的、确定的。另外一方面就是物理的边界:比如你将研究的范围确定在根层范围,那么在根层以下就是系统以外,就不考虑它的变化。 系统分析的另外一个内容就是对构成系统的成分进行划分,就是划分组分。划分组分可粗可细,如同一个放大镜,这个放大镜的倍数决定你能够看多细。为了探究系统的机理,你看得越细越好:卡尔文,用同位素标定的方法,把这些生化反应一步一步分辨出来,用十年的时间,最后提出光合碳循环的机理——卡尔文循环,并最终获得诺贝尔奖。 但是认识系统也不一定越细越好,有时候粗枝大叶,抓主要矛盾,也不失一个好方法。这个抓主要矛盾的办法就是服务于你的研究目的,也取决于你的研究手段。 那么我们现在就具体来说,如何认识作物耗水的机理及其对环境条件的响应。 我们认识作物生长的过程,无外乎三个重要的组分——我们说一级组分:作物、土壤、大气。而农田的管理——人的影响,如施肥、灌水——是改变上述作物与环境的关系。在农业气象上,又进一步划分作物的生长环境:光温水 + 养分。水可以是降水,也可以是土壤水。 这些影响因子相互作用太复杂。为了简化,排除其他因子的作用,就可以更好地认识单一因子或者少数因子的作用。 这是一个重要的手段,大家注意了。这个手段在物理上是很常用的,比如,物体的运动不考虑摩擦,这包括:自由落体的计算、物体沿“光滑的”斜面下滑。在生态学上,也有很多简化的假设,比如,太阳辐射在冠层中的衰减,就假定冠层是均匀的、光照的衰减如同在一个匀质的介质中下降,但实际上光照通过叶片或者冠层的空隙有漏光,并以光斑的形式存在,是不均匀的。 我绕了一个大弯子,回头再说因子的简化。我们讲作物的耗水由土壤、植物、大气三个方面决定。在认识耗水时,我们就想知道大气如何决定了耗水、决定了多少,这样就提出了潜在蒸散的概念。它是说:对特定的短草(植物条件一致)、土壤水分充分的时候,由大气条件决定的蒸散量。也就是说这个蒸散量是光照温度湿度风速等决定的。 那么对于整个生育期的耗水量的分析或者水分利用效率 WUE 的分析,就需要固定作物的生长条件,一般对一定的叶面积指数,如 LAI 小于 1,1-2,2-3… ,大于 4 等。这样就可以排除或者基本排除作物生长条件的影响。 如果你把整个生育期的通量资料放在一起画图,这样的结果就说不清了,不知道是作物的还是气象的因素的变化引起的。 再说别的:决定作物产量的环境因子有土壤和气象。其中气象因子不容易控制,农田管理就是改变土壤条件。荷兰人 de Wit 是做作物模型最早的,他们工作单位是 Wageningen 大学的理论生产力生态系,简称 TPE ( Theoretical Production Ecology )。他们提出产量分析的方法,就是根据环境因子的可控的难易程度,划分生产的潜力。 潜在产量 Potential yield :土壤条件适宜,由气象条件决定的作物产量;主要是光照和温度。 可获得的产量 Attainable yield :土壤水肥条件也限制产量,加上气象条件的限制,这是可以获得的收成。 实际产量 Actual yield :实际产量还要考虑作物病虫害的减产作用。 这些产量之间的差值,叫 yield gap ,就是某个因子的产量限制作用。如在土壤养分充分时, PY-AY 就是水分的限制,也叫灌溉潜力。 还有一个问题,就是在这么多因子中,因子的变化幅度是不一样的。一般认为气象因子是最活跃的因子,土壤因子变化缓慢得多。所以我们考察作物耗水的时候,就要从不同的时间尺度上看,比如日变化尺度、降水前后的多日变化尺度、生育期尺度等。 所以我现在给大家的一个思考题,是如何用通量资料从不同时间尺度上认识作物的水分利用效率。 目前的资料包括:华北平原禹城小麦玉米、黄土高原长武小麦、新疆绿洲阜康(?)棉花。
个人分类: 创新篇|6 次阅读|0 个评论
腐败问题的文化忧思与社会转型时期的系统分析及历史辩证思维——
pww1380 2012-5-21 00:33
信息文明之光( 43 ): 腐败问题的文化忧思与社会转型时期的系统分析及历史辩证思维 —— 兼论中国社会面临的历史变迁与人类社会的全球化、信息化深入发展 杨文祥    前些年,面对腐败问题日益严重和反腐斗争形势日益严峻的局面,我曾担心以往单纯的官场腐败问题有可能转变为一种全局性的社会问题,从而形成一种难以逆转的腐败文化现象。今天看来,先前的这一文化忧思显然已经成为今日严酷的社会现实。 官场 —— 社会政治和社会管理领域,历来是现实社会的核心结构。官场腐败如果从个案发展为一种社会现象,而且这一不良倾向在较长时期内得不到有效遏制,那么,这一现象就反映了一个可怕的现实——社会肌体内在结构的溃烂。 这样,这种社会肌体内在结构的溃烂势将不可避免地扩散到社会肌体的表层结构乃至全身。于是,从官场到商场 —— 社会经济领域,从科学到文化,进而到作为一定社会的最后防线的教育,腐败朽溃之风日盛,生机正气难存。正所谓,官场一腐,无处不腐。官员一贪,无人不贪。世所瞩目和诟病的 “ 社会不公 ” 、 “ 两极分化 ” 等一系列相互纠结积重难反的社会问题无不源自于官场的这一腐,一贪。长此以往,社会肌体的整体溃败便无可避免。 就是说,官场这一社会核心领域的腐败是社会肌体内在结构开始解构的社会表象和现实标志。 目前,官场腐败问题至今没有呈现缓解的趋势,由此引发的一系列社会问题一时也没有找到及时化解的有效途径,而社会矛盾的积累和激化发展为社会冲突的事件和案件却时有所闻。 如果单纯地和简单地从维持传统社会结构的稳定的角度上看 ,目前的这种形势无疑潜伏着一定的社会危机,对于一个曾为“中国人民的翻身解放”长期浴血奋斗,“以为人民服务为宗旨”的执政党来说,这一难以言说的被动局面更具有几分悲剧性的历史色彩。然而, 如果从社会控制论的系统观和历史唯物主义辩证思维的角度上看,我们就会得出完全不同的理性结论 。 这一理论结论就是:官场腐败所肇始的 “ 社会危机 ” 并不像人们通常所认为的那样——上升到亡党、亡国的高度上那样可怕。这一令全民诅咒,举国痛恨的丑恶现象,实际上是正在逐渐丧失生存活力的传统社会旧结构解构和相应的社会机制消解的开端。恰恰是这一旧结构的解体和旧机制的消解,在社会结构的建构层面上,为古老中国由传统社会走向现代社会的社会转型提供了前所未有的历史条件和历史契机。 根据本文的理解, 中央对于制度创新和现代管理制度建设的关注,就是力争抓住这一历史机遇,从现代社会社会结构构建的层次上,为完成这一具有划时代意义的社会转型进行一步一个脚印的奠基性建设 。 显然,在实现民族复兴,实现中国社会和中华文明现代化转型这一历史巨变过程中,仅有忧患意识是远远不够的,还必须具有足够的与这一伟大历史进程相一致的系统思维和历史辩证理性的清醒。 全球化、信息化时代,是人类信息文明建设不断由兴起走向深化的时代。 信息文明不但是人类文明的一种建立在人类社会全部信息资源和完整的人类智慧资源基础之上的历史形态,而且是一种建立在人的本质、人的价值、人的潜能和人的尊严的基础之上的新型的人类文明历史形态。 这样,人类社会的信息文明建设,离不开具有五千年以上的悠久历史,在人类文明史上曾经创造了无比灿烂的农业文明光辉成就的中华文明所积累的智慧资源,离不开中华文明这一古老文明从古典文明走向现代文明的伟大飞跃,离不开古老的中国社会从整体结构上由传统社会转变为现代社会的历史变迁 。 可以毫不夸张地说,没有中华文明从传统文明走向现代文明的伟大飞跃,没有古老的中国社会从整体结构上由传统社会转变为现代社会的历史变迁就不可能有当今世界人类社会全球化、信息化的深入建设和持续发展。 因此,是否具有全球化、信息化的国际视野和信息文明建设的文明观、历史观这一理性高度和历史高度,能否怀有高度的社会责任感和历史使命感投身于中华文明从古典文明走向现代文明的伟大飞跃,投身于古老中国社会从整体结构上由传统社会转变为现代社会的历史变迁是每一位优秀的中国人与以贪腐与私欲为终极目标的所谓社会精英的试金石与分水岭 。 如若能够抓住社会转型、人类文明历史形态转型这一千载一遇的历史契机,我们就是中华民族的一代新人, 通过这个古老文明与现代文明的对话、沟通与融合,把中华文明传统的优秀基因与人类现代文明的优秀成果融为一体,开启一个人类智慧春和景明的历史境界,从而为中华文明的现代复兴和人类信息文明建设的深化作出继往开来的历史贡献 。 倘若象工业文明兴起时期那样,我们不幸再度与文明跃迁和社会转型的历史机遇失之交臂,那么,源远流长,历史上曾创造了璀璨辉煌的文明成果的中华文明,在她转向现代文明的历史关头,便将丧失浴火重生凤凰涅磐的可能。在这种情况之下,中华文明将不再仅仅是前途堪忧,最终只能是走向其他古文明同样的历史命运——不可逆转地走向自己的尽头,无声地消失在历史的长河之中。 一旦这一深沉的文化忧思再度成为明日沉重的历史现实,不仅将是中华民族的灾难,更是人类文明的又一个无可挽回的历史悲剧。 如此,千年万载之后,我们那些 “ 前不见古人 ” ,搞不清楚自己来自何方的后世子孙,只有通过对远古文明的考古才有可能依稀感受到往日的辉煌。这种远古的辉煌与历史的苍凉的巨大反差,留给后世的,只能是不胜诉说的万载唏嘘和无可奈何 “ 千年一叹 ” 。 究竟是生存还是毁灭,究竟是走向民族复兴还是民族文化与中华文明的消解,就在今日中国的一念之中。 参见: 1 .《 是千年一叹的万古悲风还是走向现代文明的春和景明? —— 社会转型时期的文化忧思与历史辩证思维 》 作者 : pww1380 (杨文祥) 2010-10-26 16:49 星期二 晴 http://blog.tianya.cn/blogger/post_read.asp?BlogID=474749PostID=27443318 2 . 信息文明之光《是千年一叹的万古悲风还是走向现代文明的春和景明?——社会转型时期的文化忧思与历史辩证思维》 http://blog.gmw.cn/blog-136083-283577.html 3 . 关于中华文明现代化转型与人类文明未来走向的对话与思考 http://blog.sciencenet.cn/blog-496942-571401.html 4 . 新春秋战国时代的“华山论剑”——信息化、全球化时代是中华民族复兴的最后机遇 http://blog.sciencenet.cn/blog-496942-569551.html
个人分类: 信息文明之光:晓星熹微 (Twilight Star )|2948 次阅读|0 个评论
学坛杂俎:关于质谱研究的门外思考点滴
热度 1 pww1380 2011-9-12 08:28
学坛杂俎:关于质谱研究的门外思考点滴 杨文祥 希望相关专业的朋友们能够有兴趣对质谱分析的原理加以深入研究,也许会找出其广泛应用于各学科各领域科学分析的理论基础,当然包括我本人所深感兴趣的思维结构系统分析、社会系统结构分析、信息结构分析、信息资源结构分析、社会信息交流结构与媒体结构分析、以及文学艺术领域尤其是其中的形象思维结构分析、雕塑领域的造型结构分析和音乐领域的乐曲(乐谱)结构分析,尽管这种应用广度的科学假设在质谱研究目前的研究和认识水平上看是荒诞不经的。 基于科学学和系统分析的理论,我确信,只要研究的深度和广度到位,目前这一科学假设完全有可能转变为日后某一天的科学现实。
个人分类: 千虑一得|2894 次阅读|2 个评论
管理规范化,达此十标准
shuhualu1016 2011-7-19 10:10
文 / 舒化鲁 规范化管 理实施指导网 首席专家 企业管理,在行为活动上,达到了以下十化标准,也就是实现了规范化。 ( 1 ) 决策程序化 。 A. 无论决策大小必须详细分析和深入思考下列 11 个问题:决策究竟要达到什么目标?这一目标真的是企业发展所必需的吗?服务于这一目标达成的现有资源状况如何?这种资源约束是否还有突破途径?有多少条途径可以达成这一目标?每一条途径所需资源和条件限制又各有什么不同?企业现有的资源能支持哪几条途径?哪条途径对资源限制最小?哪条途径所需要的资源投入最少?还有没有更有效的途径可供选择?如果这个决策交由我负责贯彻实施,我会选择哪条途径? B. 对于企业不同层次、不同内容、不同时段的决策,必须有事先分析、确定的决策制定程序。 C. 必须有程序化标准的贯彻落实的检查,即使是由独立个人完成的决策制定,也必须保留决策制定人个人思考分析决策问题的备忘录,以供事后检查。 ( 2 )组织系统化。 A. 企业组织机构和岗位的设置,无论是去留,还是增减,都只能服务于企业发展目标实现的需要。 B. 每一个单位、部门和岗位,必须明确自己的工作与企业发展目标实现之间的关系,并用这种关系的要求来界定各自的工作内容和标准要求。 C. 必须有完整的企业组织运行系统分析文件(具体内容和形式参见舒化鲁:《拥抱辉煌的六根魔杖——企业规范化管理实施方案》第 256 — 289 页,北京,中国人民大学出版社, 2003 年 2 月第一版),保证每一个岗位角色都明确自己在每一个系统中所要承担的责任。 D. 每一个岗位的工作都必须有系统分析基础上的目标功能作用说明。 E. 必须定期和不定期地对各个岗位所承担的工作进行系统分析,引导每一个岗位角色紧紧盯住企业发展目标而努力。 ( 3 )奖惩有据化。 A. 针对什么样的行为进行奖励和惩罚,以及奖励和惩罚的方式和程度,必须有事先的约定。 B. 所制定的奖惩依据必须透明公开,让管理者和被管理者都能准确、全面地把握其具体内容。 C. 奖惩依据的制定必须透明公开,避免针对具体的对象进行奖惩的设定。 D. 奖惩的依据必须保证相对的稳定,即使要修订,也必须有让人普遍认同的理由。 E. 奖惩的依据必须具体明确,不能仅仅只是一个原则性的说明。 F. 必须确定奖惩依据兑现的具体责任人,使应该获得奖励的人能够根据自己的行为主动申报奖励,同时也使该受到惩罚的行为有人负责实施惩罚。 ( 4 )业务流程化。 A. 企业组织运行的所有活动,必须以流程的方式进行梳理组织,以减少直线等级控制带来的官僚主义低效益。 B. 在企业组织内部,每一个人必须有流程意识,并自觉地把所要完成的工作梳理成流程方式来承担。 C. 凡是跨单位、部门和岗位的工作,必须梳理成运行流程来管理,并明确界定每一个单位、部门和岗位在流程中的责任。 D. 必须让企业相应主管直接对流程和流程结果负责,而不是简单地对下属员工的工作成效负责。 E. 必须按照业务流程的要求设定岗位,界定给特定岗位角色的流程活动个数,不能太多,太杂,必须尽可能减少其个数。 F. 必须按照流程来制定奖惩激励措施,针对流程的最终效果来实施奖惩,而不是针对具体岗位个人来实施奖惩。 ( 5 )管理行为标准化。 A. 实施管理的五个环节——愿景设计、沟通交流、授权支持、跟踪考核和酬赏兑现——的行为活动,必须有标准限制,以保证管理的实施有法可依,有章可循。 B. 以制度的形式明确实施管理的具体行为标准,并有完整、全面贯彻执行的检查控制措施。 C. 标准的制定必须根据实际作出界定,既不能一刀切,也不能过分强调单位、部门的特殊性,而选择一些违背行为科学基本原理的方式、方法。 D. 所确立的管理行为标准,必须获得管理者和被管理者的共同认同。 E. 凡是经管理者和被管理者共同认同的行为标准,必须用文字的形式固定下来,如果没有经过共同讨论,并达成共识,就不得随意变更。 F. 企业高层领导必须身体力行,带头遵守管理行为标准,并把管理行为标准执行的情况,作为对管理者进行考核的一项重要内容。 G. 管理行为的具体标准必须详略得当,甚至只是设定禁止项,把不允许发生的行为方式列举出来。 ( 6 ) 绩效考核定量化。 A. 对于企业内部的每一个岗位的工作,必须确定量化的考核标准,并使这种量化标准与履职效果能方便地进行对比判断。 B. 绩效评价的量化,必须与绩效考核标准的量化严格对应。 C. 量化的标准必须能为不同层次、不同单位、不同职务类别的员工提供横向比较的依据。 D. 量化考核要素只能针对员工对企业发展的贡献设定,要素权重的大小必须体现它与企业发展关系的密切程度。 ( 7 )权、责明晰化。 A. 授权不能脱离责任,授责也不能脱离权力。 B. 所授给的权力和责任,必须明确具体,不能笼统地授权、笼统地授责。 C. 必须尽可能避免口头授责、授权。即使因为情况特殊而口头授责、授权了,也必须通过一定的方式,用明晰的文字给予追记。 D. 所授予的权力和责任必须保持相对稳定性,对于可能发生的变更,必须事先确定变更条件。 E. 对于所授予的权力和责任的调整和更改,必须选择与授予时的同样形式。 F. 要调整更改已授予的权力和责任,在正常情况下,必须与权力享有人和责任承担人进行沟通协商,达成共识后实施。 ( 8 )目标计划化。 A. 设定任何一项目标,必须有与之配套的具体计划措施。 B. 对所确定的目标,必须在分解成具有可操作性的计划措施之后进行分析论证。 C. 由目标分解形成的分步骤的具体计划措施,必须能够为目标的达成提供控制依据。 D. 对任何一个单位和部门,所上报的目标规划,必须有配套的计划措施论证说明。 E. 上级单位向下属部门或岗位角色下达目标要求,也必须有与之配套的框架性计划措施提供支持。 F. 由目标分析形成的具体计划措施,必须留有一定的余地和贯彻实施的弹性,使计划的具体执行人,能够根据内、外部环境的变化,进行自主调整。 ( 9 )措施具体化。 A. 对任何一个岗位的任何一项职责的履行,在具体方式上必须有细节说明。 B. 对于任何一项新工作的开展,所作的方案设计,必须细节分析说明,至少要为工作承担人提供细节上的参考意见。 C. 上司主管向下属员工分派任何一项工作,必须有细节说明。 D. 承担工作的具体措施细节,必须以文字的形式予以界定,以备事后对照检查。 E. 必须把具体工作承担人在实践中所探索的好的思路和方法,补充到对应的措施细节中去。 F. 细节界定,必须用语规范。 ( 10 )控制过程化。 A. 上司主管必须和下属员工一同为寻求好的结果共同努力,不能坐在办公室里等结果。。 B. 上司主管对下属员工的工作必须提供方向性的指导意见,并及时把握下属员工工作的进展、困难和状态,并及时提供帮助。 C. 对下属员工的工作必须进行定期和不定期的跟踪,以保证每一个上司主管所管辖的工作能件件、事事处于受控状态。 D. 必须建立完善的工作汇报制度,下属员工必须定期向上司主管汇报工作的进展,让上司主管有机会对工作进程中所发生的细微问题在漫延之前采取补救措施。 E. 对于任何一项大的工作或者是新的工作,在开始之前,必须有完善而具体的计划措施设计和论证,避免摸着石头过河造成的失足损失。 F. 必须经常组织形式多样培训,让下属员工具有完满地履行职责所需的系统知识和操作技能。 本文著作权归舒化鲁教授所有,转载须署名,违者必究!
个人分类: SH研究理论|2022 次阅读|0 个评论
89-1论图书馆业务管理中应用的系统分析方法 1989
tengyi1960 2011-2-21 13:57
89-1论图书馆业务管理中应用的系统分析方法 1989.pdf
个人分类: 工作感悟|962 次阅读|0 个评论
肿瘤系统生物学研究进展
zhengzhg 2009-3-30 17:36
摘要 人类基因组计划的启动与实施,大规模研究技术的发明与应用和生物信息学的发展深刻影响了当代生物学的研究模式。系统生物学已逐渐受到关注,它在肿瘤学领域的应用所形成的肿瘤系统生物学将对进一步理解肿瘤的发生、发展机制和对肿瘤的诊断、治疗产生深远的影响。 关键词 肿瘤;系统分析;生物信息学 当代生物学的发展,使人们有能力重新考虑用控制论、一般系统论、信息论等方法去理解生命现象,使系统生物学的研究成为可能。它在肿瘤学领域的应用所产生的肿瘤系统生物学使人们对于解决目前临床上面临的种种问题充满信心。 1 人类基因组计划完成的历史意义 自从人类基因组计划启动到2001年2月草图完成 ,2004年10月人类基因组完成图公布以来 ,对当代的生物医学产生了巨大的影响 , 直接导致了系统生物学和预测、预防及个体化医学的产生与发展。同时也改变了生物学家的思维与实践,首先使人们认识到生物学也是一门信息学,如DNA序列、蛋白质序列、蛋白质的三维结构等。其次高通量的定量技术得到了发展,如DNA测序、基因芯片、蛋白质组学技术等。再次,计算机技术、数学、统计等在生物信息领域中的应用得到了迅速的发展。还有对模式生物研究的深入使人类对于理解像人这样复杂的生物系统有了很大的帮助。总之,人类基因组计划的启动和实施使过去几十年来,主宰了生物学发展的,以克隆或发现生物反应中单个分子(如某一基因或蛋白质)为主导的分子生物学研究,将逐渐让位于以研究生物反应过程本身及揭示生物现象赖以存在和发展的基本原理的理论与实验相结合的系统生物学 。 2 系统生物学 2.1 系统生物学的概念和意义 系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成,以及在特定条件下,这些组分间相互关系的学科。由生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的研究到途径、网络、模块、最终完成整个生命活动的路线图。这需要一个世纪或更长时间,因而常把系统生物学称为21世纪的生物学。 整合效应是系统生物学的灵魂,它包括对系统各种构成要素,如基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等和研究思路及方法的整合。作为系统生物学的创始人之一,Hood 曾指出系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力。Kitano 等人也提倡系统生物学的发展,认为可以从系统水平的四个方面来理解生物系统,如系统结构,系统动态变化,控制方法和设计方法。2002年3月,美国《科学》刊登了系统生物学专集,该专集导论中的一句话写道:如果对当前流行的,时髦的关键词进行一番分析,那么人们会发现系统高居在排行榜上。美国、日本等国都很重视这一领域的发展,都认为系统生物学的发展将在理论生物学、医学、药物开发等方面产生深刻影响 。国内也引起了对系统生物学的关注,如2003年12月在中科院成立了第一个系统生物学研究所。 2.2 系统生物学的研究内容、技术平台和应用 系统生物学主要研究如何使现有的数据一体化,如何获得准确定量、动态的数据,及对数据的管理、分析与模型构建,模型的验证与应用等, 需要实验技术的创新和实验方法的改进。获取定量、动态的数据尤其重要 。如系统生物学杂志声称将刊登那些应用计算机和数学模型去分析、模拟细胞内的网络、相互作用和途径的优秀文章。Hood于2000年1月创建了世界上第一所系统生物学研究所,其目标有两个:用系统的方法研究生物和预测、预防及个体化的医学。它的主要技术平台为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等,其中生物信息学将起着重要作用。目前系统生物学已成功的应用于几种生物系统如细菌 ,酵母 等研究。 3 肿瘤系统生物学 3.1 肿瘤的危害和当前面临的问题 肿瘤已成为当代人类最主要的杀手。除身体病痛外,肿瘤对患者造成的巨大心里和精神创伤是其它慢性疾病所不能比拟的。肿瘤的医疗费用和资源消耗亦已成为社会沉重的负担。因此,攻克肿瘤不仅是医学界的重大课题,而且也被各国政府所关注,为此投入了大量人财物力。随着细胞分子生物学等理论技术在肿瘤生物学领域的应用,对肿瘤的认识和研究及肿瘤的诊断和治疗产生了巨大的影响。但是还有很多问题需要解决,如肿瘤的形成与发展机制尚不明确,肿瘤的早期诊断困难重重,还有耐药性、副作用等问题。 3.2 肿瘤系统生物学的概念、意义及应用 随着人类基因组计划的启动与进展,基因芯片、蛋白质组学等技术的兴起与应用及生物信息学的发展,重新燃起了人们整体理解生命的希望,把我们带入了系统生物学时代。肿瘤系统生物学就是应用系统生物学的研究方法和手段将肿瘤研究与临床实际密切结合。目前肿瘤系统生物学还处于起步阶段,它将是人们今后普遍关注的焦点,这一领域的深入研究将对进一步理解肿瘤的发生、发展机制及对肿瘤的早期诊断、预防和个体化治疗等方面产生积极的影响。所以人们对肿瘤系统生物学寄予很大希望,想在今后几十年里通过各国科学家在这一领域的共同努力使我们不至于谈癌色变。在美国系统生物学研究所,其中重要的研究内容之一就是肿瘤系统生物学,他们希望通过研究能准确的确定肿瘤类别和发展阶段,不同肿瘤的遗传和环境相互作用关系,以达到早期诊断和个体化治疗的目标, 已经在前列腺癌等方面作了研究 ,为了构建系统生物学网络模型,他们首先用并联平行的标记测序技术(multiple parallel signature sequencing)建立了mRNA表达差异数据库,通过与正常组织比较找到了300个前列腺癌特异基因,其中60%带有信号肽,从中选出一些候选蛋白成功的用于区别早期和晚期的前列腺癌 。为了达到对乳腺癌的早期诊断和有效治疗,丹麦启动了一项长期的计划,希望整合来自基因组、蛋白质组和功能基因组等方面的知识并通过系统生物学的方法来完成使命 。在过去的几年里,蛋白相互作用和蛋白质表达定量等研究促进了机器动态模拟和数据挖掘的研究,如机器模拟表皮生长因子受体(EGFR)途径使人们对表达EGFR的癌认识又进了一步 。Oh 等人用亚蛋白质组学和生物信息学等方法发现了与癌组织内皮细胞特异性的蛋白,如氨基肽酶(aminopeptidase-P)和膜联蛋白(annexin A1)可以分别作为肺癌和实体肿瘤的特异抗体并有望用于治疗。 3.3 对我国肿瘤系统生物学研究的建议 我国在肿瘤研究领域有较好的基础,关于今后肿瘤系统生物学的研究策略,愿在此抛砖引玉,提出我们初浅的建议,以便于相关的科学家加强合作,共同努力,使我国肿瘤系统生物学研究能够走在世界前列: 3.3 .1. 建立肿瘤系统生物学数据库:随着基因组学的发展及后基因组时代的到来,各种生物数据爆炸式增长,这需要我们创造性的发展生物信息学建立一体化数据库 。并努力应用于临床,使这个数据库真正成为临床医生的得力助手,成为研究人员的交流平台。 3.3 .2. 建立相关实验技术平台:肿瘤系统生物学是一个新的领域,研究方法需要创新,新的技术急需开发。另外,现代生物学对仪器有很大的依赖性,肿瘤系统生物学需要立体了解相关情况,更需要实验技术平台的建立与创新,如遗传背景的检测技术、基因组分析技术、基因芯片技术、蛋白质组分析技术、分子成像技术、动态检测技术等。 3.3 .3 加强对数据的解析和模型构建:重视相关模式生物的研究,加强对不同技术平台中得到的数据的解析和模型构建,充分发挥生物信息学的作用。系统生物学的理想就是要得到一个尽可能接近真正生物系统的理论模型,建模过程贯穿在系统生物学研究的每一个阶段,需要实验研究和计算机模拟及理论分析的完美整合。目前这方面还面临着很大的挑战性 ,也取得了一定的进展,如系统生物学标记语言(systems biology markup language)的开发 ,系统生物学软件和数据库的开发 ,新的数学方法的应用等 。 3.3 .4加强科研人员与临床医生的紧密合作:科学家希望通过肿瘤系统生物学的研究来解决目前临床上面临的问题,这需要科研人员与临床医生的紧密合作,更应结合循证医学,问题来自于临床并与临床资料紧密结合,再把研究成果应用于临床,以推进目前对肿瘤的诊断和治疗水平。最近,麻省理工学院(MIT)、哈佛(Harvard)与博大(Broad)基金合作建立一个耗资一亿美元的有临床医生参加的研究中心博大研究院(The Broad Institute),其目的是推动系统生物学的研究并与临床应用相结合。 3.3 .5肿瘤资源库建立与分析:肿瘤资源库是研究的基础,为研究及时提供材料,应有目的、系统地收集和保存常见肿瘤的组织标本和血液标本等。一方面研究标本的保存技术,另一方面结合完整的临床资料加强对资源库的整理分析,实现资源的有效利用。 3.3 .6加强交流与合作,搞好教育与培训:系统生物学还是典型的多学科交叉研究,他需要生命科学、信息科学、数学、计算机科学、化学、工程学、物理学等各种学科的共同参与。还需要患者、护士、医生、政府、保险公司等合作,为了更好的合作需要开发大家都可理解的语言。 3.3 .7加大科研投入: 肿瘤系统生物学研究是一项长期的计划,因而需要大量的资金投入来保证。美国在肿瘤系统生物学方面投入了大量资金,如美国癌症研究所(NCI)提供2350万美元支持华盛顿大学,西雅图佛瑞德.赫钦森(Fred Hutchinson)癌症研究中心(FHcrc)和系统生物学研究所去研究前列腺癌。呼吁国家和地方投入急需的研究资金。 4结语   系统论、控制论早已成功的应用于工程学,在生物学领域也早有尝试。生物学发展到今天将使系统生物学的研究成为可能,而肿瘤是一个非常复杂的生物系统,因而肿瘤系统生物学呼之欲出。世界各国都非常重视对这一领域的研究,预计将很快成为热点领域,将在攻克癌症的征途上产生深刻的影响。  参考文献 1 Lander ES, Linton LM, Birren B, et al. 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