科学网—标签 - 网络生物学

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benlion 2015-12-4 11:28

1983 年到1993年BJ.Zeng的结构论 - 宇宙、生命与文明的哲学思考，对科学的历史、哲学和社会学研究，包括，中西医学比较，阐述了药物炼制、实验化学到实验科学和医学理论、系统心理学到系统科学的思维模式和方法论，提出了系统医学与药物学、系统生物工程的概念和原理，探讨了图论与网络拓扑学方法、太阳能生物电子技术等。其中，建立了哲学和数学理论，基础与应用科学的学科分类体系结构，在生物科学体系，从分子、细胞到神经网络的生理学与遗传学整合，包括，行为学、胚胎学和免疫学的进化与发育遗传学研究。在分子细胞生物学基础上，1994年BJ.Zeng提出了系统遗传学为系统生物科学与工程的核心，1996年到1999年组织国际会议和筹备国际协会，阐述生物系统的理论与实验、计算方法和人工生物系统的工程方法等研究。因而，系统生物学，包含了心理生理学和神经生物学等方面，一同与系统遗传学、系统医药学和系统生物工程等，构成生物系统的科学与工程体系结构，涉及网络生物学、计算生物学、纳米生物学和合成生物学，并将导致细胞工厂和纳米机器*的工业技术发展等。注*：辨析“一神论”与“泛神论”、行为学与心理学、网络与互联网的本质区别，系统生物学的实验技术与计算模拟学派L.Hood和H.Kitano分别论述了“纳米系统生物学”和“计算系统生物学”。 - （12/04/2015网络日记）-

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图论与网络拓扑学

benlion 2013-9-26 10:01

- 系统医学意在何处？（ 4 ）童年在山水和花卉、树丛里度过，到了初中才算真的读书，那时，已经是科学的春天到来。大学时代，遍历式翻阅图书，整体上把握知识地图，从而，寻求自己的坐标点，实际上，一生的价值观已经在 1972 年印迹在心里了，即，探索 2 个问题： 1 ）科学方法论 – 科学的历史、哲学和社会学； 2 ）社会伦理学 – 宗教的文化、艺术和精神； 3 ）中国的发展 – 环太平洋文明，经历 1 ）探讨实验与系统科学范式， 2 ）考证轴心文化和文明模式版本，科学上康德、艺术上塞尚开始综合东西方思想，而 3 ）设想实现现代化的方案。其中，中国传统，擅长实践理性的形象思维和类比推理，欧洲传统，擅长思辨理性的抽象逻辑和分析推理等，而科学方法是分析与综合、思辨与实践的整合。典型例子，“五行”，在中国偏重于元素之间的关系图式（ pattern ），在欧洲在于分析原子的物质实体（ matter ）；但是，生物学的发展过程，从形态分类、胚胎发育和生物进化等研究开始，就以图像、结构、关系、路径和网络等为特征，体现为图论、拓扑学的数学模型方法等。因而，形式神经元、神经网络、内分泌系统和血管、免疫网络，细胞通讯、信号传导和代谢系统、基因调控网络等，一直贯穿于 20 世纪生物医学的生物系统分析与人工生物系统合成研究的历史。系统生物学体现为以方法分类为特征的 5 大学派，系统遗传学是系统医药学的逻辑延伸。系统遗传学，要研究的是生物进化与发育和疾病发生的机理，也是对转基因动物的单基因转移技术、分子遗传学的“单基因 - 单蛋白质”信息传递的研究方法反思。系统遗传学是否分类学和进化论研究的路径分析？是否数量性状研究？在提出系统遗传学之后，就想到可能将会有科学家将这称之为，也可以联结在一起。系统遗传学研究，确实以树枝结构、路径分析为方法，也确实要解决数量遗传学、表观遗传学和遗传变异（ genetic variation ）等问题；但是，却并非系统遗传学发展的核心方向和主要目标。因此，至此，包括，系统遗传学的细胞动力学、合成生物学的工程生物学研究等，系统生物学进入的仍然只是 V2.2 版本。 - （ V3 系统生物学 – 将系列评述系统生物学人物的观点） -

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也论《Nature Medicine》撤销杜克大学肿瘤学家论文-方法学角度

phenome 2011-1-11 14:44

最新一期Nature Medicine撤销美国杜克大学肿瘤学家的一篇文章Genomic signatures to guide the use of chemotherapeutics。 http://www.nature.com/nm/journal/v17/n1/full/nm0111-135.html 文中提到撤销的原因是We wish to retract this article because we have been unable to reproduce certain crucial experiments showing validation of signatures for predicting response to chemotherapies, including docetaxel and topotecan 由于原文claim通过基因表达谱数据来预测化疗药物的敏感性，其结论在个体化医疗方面的意义重大，备受关注。但是随后引发诸多讨论。我们曾试图重现其方法，怎么也无法重现其结果。当时的疑问主要在于：（1）从细胞系（in vitro）得到的signature用到肿瘤病人（in vivo）效果咋就那么好呢？（2）其挖掘signature的方法是如此朴素。当然，这并不影响对基于基因组学来预测/分析药物敏感性这一思路的可行性。

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也论Nature Medicine撤销杜克大学肿瘤学家论文-方法学角度

phenome 2011-1-11 14:44

最新一期Nature Medicine撤销美国杜克大学肿瘤学家的一篇文章Genomic signatures to guide the use of chemotherapeutics。 http://www.nature.com/nm/journal/v17/n1/full/nm0111-135.html 文中提到撤销的原因是We wish to retract this article because we have been unable to reproduce certain crucial experiments showing validation of signatures for predicting response to chemotherapies, including docetaxel and topotecan 由于原文claim通过基因表达谱数据来预测化疗药物的敏感性，其结论在个体化医疗方面的意义重大，备受关注。但是随后引发诸多讨论。我们曾试图重现其方法，怎么也无法重现其结果。当时的疑问主要在于：（1）从细胞系（in vitro）得到的signature用到肿瘤病人（in vivo）效果咋就那么好呢？（2）其挖掘signature的方法是如此朴素。当然，这并不影响对基于基因组学来预测/分析药物敏感性这一思路的可行性。

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基因网络中“行政领导”比“明星”更重要

热度 1 phenome 2011-1-11 13:14

重读Science Signaling上近期发表的论文Rewiring of Transcriptional Regulatory Networks: Hierarchy, Rather Than Connectivity, Better Reflects the Importance of Regulators，如果将Hierarchy上的重要节点比作行政领导，将Connectivity上重要节点比作明星（有很多粉丝）的话，该文的结论是对行政领导的扰动所造成的后果比对明星的扰动大。很有趣的结论，而全文也加入了许多与人类社会组织结构的类比。该文的特别意义在于，之前大量网络生物学、网络药理学的论文关注网络的拓扑性质，如连接度（degree）等，该文将hierarchy特性的重要作用引入了大家的关注范围。（论文链接： http://stke.sciencemag.org/cgi/content/full/sigtrans;3/146/ra79 ）无独有偶，在我们近期发表的论文中，为了在一个基因网络中观察各种药物的扰动效率（以筛选有效的抗肿瘤药物），我们定义了一个扰动系数perturbation index，其实质是对一个行政领导（文中gatekeeper module）及其控制的子网络的扰动情况的定量刻画。这个特点可以从下图中看出（左图是我们原文中给出的网络图，右图是将其按照层级结构重新layout后的示意图）。（论文全文链接： http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0013937 ） Science Signaling论文基于低等生物（yeast ，E.coli）给出了一个理论性的推测，而我们前期结果似乎将其直接应用到了针对人类肿瘤的药物筛选中，并得到了具有统计显著性的较好结果。因此，挖掘基因网络的层级性（hierarchy）为利用网络生物学、网络药理学进行疾病研究提供了新的独特视角。

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研究热点分析：网络生物学 Network biology 1938 - 2010

xupeiyang 2010-5-12 10:59

http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/2?WEB01wk71quvwwbp3I5rIafI00h01000j100200010 13,628 documents semantically analyzed 后基因组生物医学研究目标的关键是系统地编目所有分子和在一个活细胞内它们的交互作用。因此显然需要理解在孤立和当被其他细胞环绕时这些分子状态和它们如何相互作用决定了这个巨大的复杂机制。快速发展的网络生物学预示了细胞网络是被普遍的规律控制的 ,并且提议了一个新的可能潜在变革在21世纪的生物学和疾病病理学的观点的概念框架。绝大多数生物特性起因于' 细胞内众多委托人，例如蛋白质、DNA、RNA和小分子之间的复杂相互作用。因此在21世纪生物学的关键挑战是了解复杂细胞内的' 交互网络结构和动力学，这些能为活细胞的结构和功能作出贡献。随着广泛利用微阵列,高通量的数据收集技术的发展能够同时并发地研究细胞成分的状态。另外, 新技术平台 ,例如蛋白质片（PROTEIN CHIPS）或半自动化的酶两-杂交筛选（YEAST TWO-HYBRID SCREENS）,都有助于决定这些分子如何和何时与其他作用。从这些交互作用的总合中已浮现了多种交互网络类型 (包括蛋白质-蛋白质交互、代谢作用、信号、和转录-调控网络)。这些网络无一是独立的，而是形成了一个大网络中的网络（network of networks），这些网络对细胞的行为负责。当代生物学的主流挑战是为了控制细胞的行为要绘制，理解和以可量化术语条目（terms）模拟各种网络的拓扑性质和动力学性质，要驾驭有理论的和有试验的综合程序。遵循在过去几年迅速发展的,统治着各种复杂的技术网络和社会网络形成和进化的复杂网络理论的这条路，会有助于揭露网络的组织原则。这个研究现在已经对细胞生物学产生了重要影响。它已经引导了更大程度地共享其他复杂系统的底层结构(例如因特网、计算机芯片和社会)来实现细胞内分子交互网络的底层结构。这个意想不到的普遍性指出了相似法则可能统治了自然界中绝大多数的复杂网络,这样就能够允许用来自非生物学系统的更大程度和更好映射的专门技术来特征化内部交织在一起地统治着细胞功能的关联。 1 2 3 Top Years Publications 2009 1,951 2008 1,593 2007 1,421 2006 1,226 2005 1,017 2004 982 2010 721 2003 691 2002 613 2001 511 2000 393 1999 304 1998 283 1997 258 1995 242 1996 219 1993 199 1994 195 1992 168 1990 123 1 2 3 1 2 3 ... 6 Top Countries Publications USA 5,850 Germany 1,098 United Kingdom 858 Canada 733 Japan 571 Italy 402 China 374 France 295 Spain 289 Netherlands 270 Switzerland 209 Sweden 203 Australia 196 Israel 164 India 127 Singapore 126 South Korea 122 Belgium 119 Taiwan 108 Denmark 104 1 2 3 ... 6 1 2 3 ... 51 Top Cities Publications Toronto 384 New York 328 Boston 285 Heidelberg 234 Bethesda 226 Cambridge, USA 210 London 192 Chicago 160 San Diego 156 Pasadena, CA, USA 152 Berkeley 152 Cambridge 142 Philadelphia 142 Singapur 126 Beijing 125 Los Angeles 124 Tokyo 122 Seattle 121 Houston 115 Berlin 112 1 2 3 ... 51 1 2 3 ... 108 Top Journals Publications J Biol Chem 338 Bioinformatics 299 Bmc Bioinformatics 260 P Natl Acad Sci Usa 258 J Cell Biol 223 J Cell Sci 165 Nucleic Acids Res 156 Plos One 154 Mol Biol Cell 147 J Mol Biol 138 Science 137 Proc Natl Acad Sci U S A 131 Dev Biol 130 Plos Comput Biol 129 Nature 128 Bmc Syst Biol 126 Development 110 J Neurosci 108 Biochemistry-us 102 Cell 99 1 2 3 ... 108 1 2 3 ... 1198 Top Terms Publications Animals 6,323 Proteins 5,518 Humans 5,263 Genes 4,316 Biology 2,409 Computational Biology 2,107 signal transduction 2,066 Models, Biological 1,848 Genomics 1,749 Signal Transduction 1,730 Mice 1,707 Genome 1,654 Membranes 1,600 membrane 1,596 gene expression 1,475 Gene Expression 1,463 Algorithms 1,380 Mutation 1,372 Gene Regulatory Networks 1,337 Metabolism 1,303 1 2 3 ... 1198 1 2 3 ... 2436 Top Authors Publications Palsson B 44 Davidson E 44 Simons K 39 Bonifacino J 34 Marder E 27 Ramrez J 25 Hong W 23 Dick J 22 Staehelin L 21 Katoh M 20 Bahar I 20 Calabrese R 20 Borisy G 20 Gerstein M 18 Casadio R 18 Fariselli P 18 Westerhoff H 17 Fuchs E 17 Alon U 17 Goldman R 17 1 2 3 ... 2436

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