Analysis Of
Biological Systems
作者：Corrado
Priami, Melissa J.Morine
出版：Imperial
College Press
索书号：Q-332/P945/2015/Y
ISBN: 978-1-78326-687-6
藏书地点：武大外教中心
计算机科学和生物学之间的融合发生在连续的浪潮中，涉及越来越深的计算概念。从早期开始，计算机科学就从图灵、冯·诺伊曼和明斯基的作品中汲取灵感。这些里程碑带来了非凡的成果，其中一些甚至连名字都让人想起生物学:细胞自动机、神经网络、遗传算法。目前的情况使计算机科学成为与数学、化学和物理同等重要的系统生物学基础的合适人选。这同样适用于与医疗保健部门相关的系统生物学领域，如系统营养学(研究营养物质对细胞机制的影响)或药理学。生物学在以前所未有的深度和精度测量生物分子和过程的能力方面正在经历巨大的增长。由此产生的数据泛滥带来的挑战与机遇一样多，因此对这些数据的组织和分析需要专门的培训和专门的研究。统计和计算机科学现在是生物数据分析的基础，因为分析综合表征复杂生物系统的tb级数据已经变得司空见惯。现代生物学研究的另一个决定性特征是，人们对将生命系统解释为动态信息操纵者的兴趣日益浓厚，正因如此，它正朝着系统生物学的方向发展。
建模迅速成为理解定义生物系统的过程的基础的同时，高通量技术也在产生越来越多的数据，这些数据需要不断扩展的工具集来进行有效的分析和解释。在分子相互作用网络的背景下分析高通量数据尤其具有信息性，因为它有可能揭示与感兴趣的表型或生物学过程相关的最相关的网络模块。生物系统的形式化建模正在成为设计实验和解释实验结果的基本步骤。组学技术产生的数据挑战了标准的分析方法，因此需要新的方法来分析和解释产生的大量数据。同时，静态组学分析的结果通常为建立动态模型提供知识，这些模型可以揭示所研究的生物系统的机制细节。在过去的十年中，许多生物系统的动态模拟技术得到了发展，基于语言的建模这一新兴领域正在社区中得到很好的建立。作者感到缺乏一本综合的教科书，统一了定义系统生物学的静态和动态方法，以及分子生物学中充分分析生物系统所必需的基础知识。本书即是在此背景下催生出来。
《生物系统分析》一书于2015年由Imperial
College Press出版，作者是Corrado
Priami和Melissa
J.Morine。本书是针对系统生物学领域的从业者，即具有生物学和数学/计算背景，且想要了解算法建模和算法系统生物学。一些书籍可能介绍了基本的分子生物学和基本的计算机科学知识，但本书的目的是成为领域内一个独立的方法。第二章介绍了一些基本的分子生物学和实验技术，以了解数据是如何产生的。附录报告了充分理解书中材料所需的基本数学和计算。所有章节都建议进一步阅读所介绍的主题，以推动读者对书中的主题进行更深入的研究。所有这些参考文献都收录在书末的参考书目中。本书也可以用于生物系统建模和分析的高级本科课程，它包含了许多例子可以帮助学生实际掌握全书的主要概念，这些例子也是模板接近练习和问题，可能会遇到书籍之外的惊喜。
此外，本书材料的组织是特伦托大学教授建模课程十年的结果。本书收集了分析，建模和仿真的经典材料，作为参考的独特来源。同时，它扩展了基于语言的建模与最近的研究进展，因此也可以被认为是一个研究文本介绍艺术的状态和最新的发展。因此，在研究生课程和想要从全面的角度来研究系统生物学的研究人员中也很有用。最后，作者强调，本书被迫在许多不同的形式和方法中进行选择，以将本书限制在一个合理的大小，这一选择是由作为研究人员和教师在该领域工作的经验所驱动的。对于书中讨论的问题，还有许多其他优秀的解决方案，无法包括在内，引用的目的是至少部分地解决这个问题。
总的来说，《生物系统分析》收集了分析、建模和仿真方面的经典材料，因此作为一个独特的参考点。联合应用统计技术从大数据中提取知识并将其映射到机械模型中是该领域当前的挑战，即使读者没有计算或数学背景，也将学习如何构建和使用模型。本文还对目前可用的技术进行了深入分析，并对它们进行了比较。与其他参考书不同，这种深入的分析甚至扩展到基于语言的建模领域。总的结果是对一个迅速发展的科学领域提供了一种不可或缺的、独立的和系统的方法，对于实验研究人员及科研教学有重要参考意义。
本书目录：
前言
致谢
1. 算法系统生物学
1.1融合科学
1.2的方法
1.3书的结构
1.4总结
1.5进一步的阅读
2. 设置上下文
2.1细胞的结构
2.2DNA, RNA和基因
2.2.1DNA复制
2.2.2DNA修复
2.2.3 DNA重组
2.2.4 转录
2.3蛋白质
2.3.1翻译
2.3.2蛋白质折叠
2.4代谢物
2.5细胞过程
2.5.1新陈代谢
2.5.2细胞信号
2.5.3贩卖及转运
2.6实验方法
2.6.1微阵列技术
2.6.2DNA测序
2.6.3质谱分析
2.6.4核磁共振波谱学
2.6.5环境数据
2.7总结
2.8进一步阅读
3.系统和模型
3.1系统
3.1.1系统分类
3.1.2系统的性质
3.1.3复杂性
3.1.4分级系统
3.2模型
3.2.1模型分类
3.2.2模型的属性
3.2.3 复杂性
3.2.4层次模型
3.3总结
3.4进一步阅读
4. 静态建模技术
4.1初步评估
4.2线性回归
4.2.1处罚回归
4.3降维方法
4.3.1主成分分析
4.3.2线性判别分析
4.3.3典型相关分析
4.4聚类
4.4.1分层聚类
4.4.2 K-means聚类
4.5基因集分析
4.6生物网络分析
4.6.1网络拓扑结构
4.6.2识别活动子网
4.7总结
4.8进一步的阅读
5. 动态建模技术
5.1Equation-based方法
5.1.1差分方程
5.1.2微分方程
5.2重写系统
5.2.1 化学反应
5.2.2 p系统和膜计算
5.3基于网络的方法
5.3.1布尔网络
5.3.2佩特里网
5.4Automata-based方法
5.4.1元胞自动机
5.4.2混合自动机
5.5连续模型和随机模型之间的关系
5.6图解建模
5.6.1元素
5.6.2反应
5.7总结
5.8进一步阅读
6. 基于语言建模
6.1过程结石
6.1.1第一代
6.1.2生物学的第二代结石
6.2第三代:从微积分到建模语言
6.2.1尼克
6.3自组装
6.3.1丝
6.3.2树
6.3.3引入控制
6.3.4环
6.4进化框架
6.4.1突变
6.4.2一个案例研究:MAPK
6.5领域特定语言
6.5.1l设计
6.5.2l直觉
6.5.3l定义
6.5.4与其他形式的关系
6.6总结
6.7进一步的阅读
7. 动态建模过程
7.1设定目标和验收标准
7.2建立知识库
7.3从知识库到模型模式
7.4从模型图式到具体模型
7.5模型校准，评估和改进
7.6总结
7.7进一步的阅读
8. 模拟
8.1模型执行l与其他形式的关系
8.2随机数生成
8.2.1均匀随机数发生器
8.2.2通用随机数生成器
8.3随机模拟算法
8.3.1直接法
8.3.2一些SSA变体
8.3.3 基于SSA的反应扩散
8.3.4t跳跃近似
8.3.5基于语言模拟
8.4总结
8.5进一步的阅读
9. 观点和结论
附录A基础数学
A.1集合、关系和函数
A.2逻辑
A.3代数
附录B概率与统计
B.1概率
邹娟 武大生科院 博士研究生