-----Feedback control in systems biology
作 者:Carlo Cosentino, Declan Bates
出 版:CRC Press Inc
索 书 号:Q111/C384/2013/Y
在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节(生物学)。在生物化学中也指一个代谢反应的终产物(或某些中间产物)对生化反应关键酶的影响。也可做在操作系统中起到调节功能的必要关系式。与工程系统相似,生物系统也必须保证有效的操控内部和外部的不确定因素,例如基因突变或温度变化。不足为奇的是,进化导致反馈的广泛使用,在过去的十年中系统生物学研究已经表明,反馈控制系统广泛地在生物中被发现。随着越来越多生命科学领域的研究人员在控制理论上有兴趣,例如反馈、稳定、噪音和干扰衰减,鲁棒性,因此由于其对生物系统的适应性,很需要一个参考书来解释反馈控制。《系统生物学中的反馈调控》一书中,作者建立了控制工程和系统生物学的研究人员共同编写,生物学的反馈控制在系统解释了可以应用于系统生物学反馈控制的概念。满足生物学家对控制理论参考书的需求,《系统生物学中的反馈调控》提供了一个来自控制工程相关思想和方法的概述,同时介绍了其在生物系统分子中的应用。
《系统生物学中的反馈调控》一书于2013年由CRC Press Inc出版,作者是Carlo Cosentino和Declan Bates。Carlo
Cosentino博士是意大利Magna Graecia University of
Catanzaro大学计算机系统和控制工程学院和生物医学工程学院讲师,在那里他讲授控制工程和生物系统建模课程。他编写了60多篇控制工程和系统生物学领域的科学论文,这些论文已发表在同行评议期刊和国际会议。他目前的研究兴趣在于系统和控制理论领域,特别是其在细胞和分子水平的生物系统中的应用。Declan Bates博士是英国埃克塞特大学生物工程学院的系统工程教授。他编写了90多篇技术论文,目前是国际人类前沿科学计划的研究经费审查委员会副主席和IET系统生物学编辑董事的成员之一。他的研究重点是先进的航空控制系统设计的开发和应用以及航天和系统生物学应用的分析方法。《系统生物学中的反馈调控》内容包括分析线性和非线性系统的工具和技术、正反馈和负反馈、鲁棒性分析方法、生物交互网络的逆向工程技术以及分析随机生物控制系统,作者还为受生物系统的动态特性引发的控制理论确定了新的方向。该书对研究人员具有一定的参考价值,本文为进入这个迷人而又发展迅速的领域的科学家提供了一个良好的起点。
《系统生物学中的反馈调控》一书共由8个章节组成。第1章简单介绍了反馈控制的一些基本观点,讨论了生物反馈控制的一些实例。第2章和第3章主要列举了大量分析限行和非线性系统的基本工具和技术。第4章重点在于生物过程中的负反馈的作用,鲁棒性简介,积分控制和性能权衡。第5章讨论了正反馈丰富的动态性,介绍了一些工具,例如分支图、单调系统理论和化学反应网络理论。第6章关注于鲁棒性的问题,提供了可用的鲁棒性分析途径的概述。生物作用网络中大量的逆向工程技术主要在第7章进行介绍。最后,第8章介绍了随机控制系统的分析,并指出一些新兴的控制理论研究的方向。
《系统生物学中的反馈调控》一书在编写过程中具有鲜明的特点:
1、本书适合大多数人群而不是仅仅从事控制理论的学者。作者没有假设读者熟悉控制理论,因此编写过程内容浅显易懂,使本书适用于更广泛的读者。
2、这本书关注的是用来分析生物控制系统中反馈的基本观点,而不是像其他大部分主流教科书讲述是控制系统的设计途径,内容上专注于“控制应用程序”例如代谢和基因调控网络,而不是飞机、机器人或引擎,是一本应用性很强的参考书
3、这本书的另一个重要特性是它讨论了非线性系统,这对系统生物学家至关重要,因为生物系统是高度非线性性质。
4、本书具有大量实例便于读者参考,这些实例从从细胞分子生物学到阐明控制理论的重要思想和观点一应俱全,是一本可以用来自学的参考书。
总的说来,《系统生物学中的反馈调控》一书利用大量的实例介绍了在生物过程中,反馈调控系统的作用网络以及功能,并提出了新的控制理论与分析,不仅对于控制理论相关的学者来说,是一本有价值的参考书,对于非相关专业的学者更是一本便于入门的参考教材,该书是一本十分值得推荐的专业读物。
本书目录:
前言
题词
第一章 简介
第二章 线性系统
第三章 非线性系统
第四章 负反馈系统
第五章 正反馈系统
第六章 使用鲁棒性分析模型验证
第七章 生物分子网络的逆向工程
第八章 生物控制系统的随机效应
索引
(武汉大学生命科学学院研究生 李丛)