《系统生物学精要》
Systems
Biology: A Very Short Introduction
作者：Eberhard O. Voit
出版社：Oxford University
Press
索书号：Q111/V898s/2020Y
ISBN：9780198828372
现代系统生物学是一门新兴的，整在不断发展的交叉学科。了解一个复杂的生物系统需要整合实验和计算方法。基因组学和蛋白质组学中的高通量方法为系统生物学发展提供了大量的数据。计算生物学通过数据处理、模型构建和理论分析, 成为系统生物学发展的一个必不可缺，强有力的工具。在应用上，系统生物学代表新一代医药开发和疾病防治的方向。系统生物学是在细胞组织-器官-生物体的整体水平上研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能表型和行为。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的相互关系，并通过计算生物学建立一个数学模型来定量描述和预测生物功能表型和行为的学科。
20世纪生物学经历了由宏观到微观的发展过程，由形态，表型的描述逐步分解，细化到生物体的各种分子及其功能的研究。1953年沃森和克里克提出的DNA双螺旋模型是生物学进人分子生物学时代的标志，70年代出现的基因工程技术极大地加速和扩展了分子生物学的发展。1990 年启动的人类基因组计划是生命科学史上第一个大科学工程，开始了对生物全面，系统研究的探索，2003 年已完成了人和各种模式生物体基因组的测序,第一次揭示了人类的生命密码。人类基因组计划和随后发展的各种组学技术把生物学带人了系统科学的时代。
系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能，表型和行为。系统生物学将在基因组序列的基础上完成由生命密码到生命过程的研究，这是一个逐步整合的过程，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。这个过程可能需要一个世纪或更长时间。
和以往系统科学研究复杂系统相比，系统生物学的研究将更为复杂和困难。非生物的复杂系统一般由相对简单的元件组合产生复杂的功能和行为,而生物体是由大量结构和功能不同的元件组成的复杂系统，并由这些元件选择性和非线性的相互作用产生复杂的功能和行为。因此，我们要建立多层次的组学技术平台，研究和鉴别生物体内所有分子，研究其功能和相互作用，在各种技术平台产生的大量数据的基础上，通过计算生物学用数学语言定量描述和预测生物学功能和生物体表型和行为。生物体的复杂性和大量过程的非线性动力学特征对计算科学也是一个新的挑战。据预测,系统生物学研究对计算机的要求高达万亿次浮点运算速度。
系统生物学使生命科学由描述式的科学转变为定量描述和预测的科学,已在预测医学、预防医学和个性化医学中得到应用，如用代谢组学的生物指纹预测冠心病人的危险程度和肿瘤的诊断和治疗过程的监控用基因多态性图谱预测病人对药物的应答,包括毒副作用和疗效。表型组学的细胞芯片和代谢组学的生物指纹将广泛用于新药的发现和开发,使新药的发现过程由高通量逐步发展为高内涵,以降低居高不下的新药研发投人。为此,世界十大制药企业中的六家组成了以系统生物学技术为基础的新药研发系统的联合体,以改进新药研发的投人产出。通过系统生物学的研究,设计和重构植物和微生物新品种,以提升农业和仁业生物技术产业,开拓能源生物技术、材料生物技术和环境生物技术等新产业也取得较快进展。美国能源部启动了世纪系统生物学技术平台,以推动环境生物技术和能源生物技术产业的发展。系统生物学将不仅推动生命科学和生物技术的发展,而且对整个国民经济、社会和人类本身产生重大和深远的影响。
系统生物学是生命科学中的一个新兴领域，生物体的复杂性对生命科学是一个新的挑战。据预测，系统生物学研究对计算机的要求高达1000万亿次浮点运算速度。因此，系统生物学的研究还需要进一步 发展新的分析方法、测量技术、实验方法和软件工具。但系统生物学对未来生物学中的重要性使该领域成为当今生命科学最具活力的新兴前沿学科之一。我国在该领域的研发基础较好，应抓住国际上系统生物学研究新的机遇，迅速地进入到系统生物学研究的国际前沿，以推进我国生命科学研究的发展。
《系统生物学精要》一书于2020年由Oxford University Press出版，作者是Eberhard O. Voit。本书非常简短的介绍系统生物学新领域中令人兴奋的过程和可能性，它让我们了解每个基因的表达是多么复杂，信号系统如何保持生物体平稳运行。他探讨了这个领域是什么，为什么需要它，以及它将如何影响我们对生命的理解，特别是在个性化医疗、药物开发、食品和能源生产以及我们环境的可持续管理等领域。在整个过程中，他考虑了如何从数学、计算机科学、工程、物理学和化学领域提供新工具，以掌握细胞中无数相互作用过程的复杂性，这些过程会进一步提升了人类思维的认知和分析能力。
本书作为讲述系统生物学的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：
1、本书是一本小册子，语言精练，深入浅出。
2、作者在书的最后推荐了其他的相关书籍，帮助读者进一步加深理解。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，大大方便了大家在阅读过程中对书中专业术语的认知。
4、配图丰富，帮助读者理解。
本书目录
1.
系统生物学是关于什么的
2.
令人兴奋的新谜题
3.
经济学革命
4.
计算系统生物学
5.
生物系统的相互依赖性
6.
仿真器
7.
对生物系统不合乎法律的追逐
王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生