系统生物学-在癌症相关研究中的应用
System
Biology
Applications
in Cancer-Related Research
编 者：Hsueh-Fen Juan
Hsuan-Cheng
Huang
出 版 社：World Scientific
索 书 号：Q111/S995j/2012/Y
藏书地点：武大外教中心
系统生物学是研究生物系统组成成分的构成与相互关系的结构、动态与发生，以系统论和实验、计算方法整合研究为特征的生物学。二十世纪中页贝塔朗菲定义“机体生物学”的“机体”为“整体”或“系统”概念，并阐述以开放系统论研究生物学的理论、数学模型与应用计算机方法等。系统生物学不同于以往仅仅关心个别的基因和蛋白质的分子生物学，在于研究细胞信号传导和基因调控网路、生物系统组成之间相互关系的结构和系统功能的涌现。系统生物学是一种整合型大科学。首先，它要把系统内不同性质的构成要素 (基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等) 整合在一起进行研究。其次，对于多细胞生物而言，系统生物学要实现从基因到细胞、到组织、到个体的各个层次的整合。第三是指研究思路和方法的整合。它把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究。此外，系统生物学还是典型的多学科交叉研究，它需要生命科学、信息科学、数学、计算机科学等各种学科的共同参与。生物信息以这样的方向进行流动：DNA→mRNA→蛋白质→蛋白质相互作用网络→细胞→器官→个体→群体，每个层次信息都对理解生命系统的运行提供有用的视角。系统生物学的重要任务就是要尽可能地获得每个层次的信息并将它们进行整合。
系统生物学一方面要了解生物系统的结构组成，另一方面是要揭示系统的行为方式。系统生物学研究的并非一种静态的结构，而是要在人为控制的状态下，揭示出特定的生命系统在不同的条件下和不同的时间里具有什么样的动力学特征。这种人为影响就是干涉 (perturbation)。系统生物学中的干涉是有系统性的。例如人为诱导基因突变，过去大多是随机的；而在进行系统生物学研究时，应该采用的是定向的突变技术。系统生物学不同于一般的实验生物学就在于，它既需要“发现的科学”，也需要“假设驱动的科学”。首先要选择一种条件（干涉），然后利用“发现的科学”的方法，对系统在该条件下的所有元素进行测定和分析；在此基础上做出新的假设，然后再利用“发现的科学”研究手段进行新研究。这两种不同研究策略和方法的互动和整合，是系统生物学成功的保证。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。科学家把系统生物学分为“湿”的实验部分（实验室内的研究）和“干”的实验部分（计算机模拟和理论分析）。随着化学生物学、计算生物学、合成生物学的发展，高通量生物芯片、计算机数学建模和基因人工合成等构成了系统生物学的技术基础。
本书通过三个部分对于系统生物学所包括的内容进行展开分析。第一部分通过五个章节概况了系统生物学的基本概念和内容，基因网络构建的分子调控，细胞网络的MicroRNA调节，蛋白质相互作用网络的疾病模型以及生物分子通路的一些模型。第二部分讲解了高通量组学数据及其分析，并通过5个章节进行了详细的阐述。第六章介绍了可以改进染色质免疫共沉淀测序峰值鉴定的方法和系统；第七章介绍了转录因子结合位点的发现及其在癌症研究中的应用；第八章概况了癌症的表观基因组学；第九章概况了癌症生物学研究中磷酸化蛋白质组的分析工具及其应用的挖掘；第十章介绍了MicroRNA预测的方法；第十一章介绍了癌症生物学MicroRNA研究的数据库和工具。第三部分主要介绍了生物标志物的应用和药物发现，通过四个章节进行展开分析。第十二章介绍了下一代测序在癌症研究中的应用；第十三章概述了膜蛋白质组学在癌症生物标志物及药物靶点发现中的作用；第十四章介绍了癌症研究中基于结构的系统生物学和药物设计；第十五章讨论了癌症治疗药物靶标的发现。本书通过十五个章节系统的讲解了系统生物学的基本理论，研究方法，对于癌症研究的意义。系统生物学作为一门新兴的学科，相信本书对于普及系统生物学基本知识大有裨益。并且对于从事系统生物学，基因组学，蛋白质组学，转录组学，生物信息学等相关领域的研究人员及学生有重要的理论和实践参考价值。
本书目录
第一部分 基因/蛋白质网络和通路
第一章：系统生物学导论
第二章：基因网络构建的分子调控
第三章：细胞网络的MicroRNA调节
第四章：蛋白质相互作用网络的疾病模型
第五章：生物分子通路模型
第二部分 高通量组学数据和分析
第六章：方法和系统改进染色质免疫共沉淀测序峰值鉴定
第七章：转录因子结合位点的发现和癌症研究中的应用
第八章：癌症的表观基因组学
第九章：癌症生物学中磷酸化蛋白质组分析工具及应用的挖掘
第十章：MicroRNA的预测
第十一章：癌症生物学MicroRNA研究的数据库和工具
第三部分 生物标志物的应用和药物发现
第十二章：下一代测序在癌症研究中的应用
第十三章：膜蛋白质组学在癌症生物标志物及药物靶点发现中的作用
第十四章：癌症研究中基于结构的系统生物学和药物设计
第十五章：癌症治疗药物靶标的发现
索引
（闫俊杰）