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标题: 《cell》文献翻译:系统生物学的金标准 [打印本页]

作者: bobo 时间: 2009-4-22 22:42 标题: 《cell》文献翻译:系统生物学的金标准

系统生物学的金标准
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Diogo M. Camacho and James J. Collins$ ?. q! S8 z& F: C. w" w$ [/ q+ D
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Cell 137, 24 – 26, April 3, 2009! L! u+ W4 i1 Z" J1 n9 d- @+ L) |5 ^( e
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将合成生物学和系统生物学整合在一起的努力可使我们加深对生物分子系统的理解，Cantone等在本期Cell发表的文章证实了这一观点。他们构建了酵母合成基因网络，将该网络作为评估系统生物学的基本标准，可以反向构建内源基因网络。: Z: l. L. P7 R$ ^! W, M
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有一个关于给5个瞎子一头大象，请他们鉴定面前是什么东西的古老故事。瞎子每一次只能触摸到大象的一部分，于是给出了从绳索到树枝等各种猜测。如果这些瞎子在其他大动物（如骆驼）身上练习过，能够推断出他们面前的物体是什么，他们会做出更好的推测。他们可通过这种方式为其采用的方法制定基准，即使用共同标准来评估相关操作。: i4 L- A$ g" }$ I: O
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系统生物学使用综合的实验方法和计算方法研究内源生物分子网络，合成生物学使用工程技术设计、模拟和构建人工生物分子网络，二者都非常令人感兴趣。系统生物学研究的基石之一是通过反向工程（推论）方法，从实验数据中鉴定网络结构。在这个领域工作的人在很多方面都很像面对一头大象的5个瞎子，因为我们不确定真正的生物分子网络可能是什么样子，缺少可用于反向工程方法的精确标准。Cantone等在本期Cell讨论了这个问题，为我们提供了系统生物学的骆驼。特别重要的是他们开发了芽殖酿酒酵母的合成基因网络，用它作为体内金标准，对网络推论方法进行评估和测试。* [+ u8 [: C* Z7 ?" p: A  M0 W

目前有的测试标准只存在于电脑模拟中，主要是基因网络的计算模型。尽管这些模型可提供各种水平的控制和强度，构成了自身的金标准，但它们缺少体内生物学网络的整体复杂性。Cantone等提出的系统是开发基于生物学并受合成生物学控制的综合性标准平台的重要一步，可使反向工程方法得以实现。
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Cantone等通过仔细选择少数酵母基因并使这些基因与各种能产生调节作用的启动子序列连接，构建了具有复杂网络结构（拓扑学）的复杂基因调节网络。该网络包括5个基因(ASH1, CBF1, GAL4, GAL80和SW15，以及全部转录因子)，诱导多个反馈环和蛋白质—蛋白质调节作用。该系统的设计使每一个基因至少控制网络中另一个基因的转录。
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Cantone等仔细选择属于非冗余的不同途径的启动子/基因对，以便有效去除酵母基因组中其他基因对合成网络的影响。他们将合成网络与半乳糖传感启动子(GAL1-10)偶联，并使用不表达GAL10酵母，以便能根据不同的碳源（半乳糖或葡萄糖），使合成网络转换成“开”或“关”状态。这些设计特点可帮助仔细收集只与网络功能有关的数据，因而可进行基因表达的体内测定，并进一步用于网络推论或构建模型。% o0 l& p+ G/ g- e% E. p0 F

为了研究用于系统生物学的金标准平台的实用性，Cantone等收集了在多个波动（如5个网络基因中的每一个的依次超量表达）后，来自网络的时间系列和稳态表达数据。他们进一步比较了不同反向工程算法对收集到的表达数据的有效性。他们根据普通微分方程或ODE、Bayesian网络和信息理论来考量推论方法。基于ODE的方法通过估计微分方程模型参数揭示网络结构。与之不同的是，Bayesian网络方法根据几率图模型重建网络结构，而信息学理论根据一对基因跨越数据组的共同表达的几率获取网络特征。上述每一种方法有各自的优缺点，在有关网络推论的许多文献中对此有所描述。
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Cantone等发现在他们的合成基因网络中最好的运行者是基于ODE的方法和Bayesian网络方法，其中ODE方法在产生数据的实验中使用已知遗传扰动时有一定优势。信息理论方法对小规模合成路线效果不好，这些方法由于不能解释相互作用的方向以至不能顺利使用。但正如Cantone等指出的，信息理论方法对研究大网络很有效，因为该方法可以解释来自相对少量表达数据的基因间无方向相互作用。/ e( ]& H. Y2 i% v0 z

网络驱动的生物学研究显示了系统生物学的威力，如揭示药物作用的模式。然而，没有精确标准的系统生物学方法可导致错误结果和错误实验，因为系统生物学非常复杂，有噪音（干扰），通常实验数据有一定局限性。Cantone及其同事的工作对开发用于网络推论的正确、高效系统生物学方法是非常重要的一步。; R+ h7 `' F3 ?9 @3 a

我们是否已大功告成？目前我们是否能确切解释已存在的类似大象的生物分子网络？研究人员不得不质疑Cantone等人使用的小型网络是否就是对推论算法进行综合评估所需要的。正如Cantone等指出的，信息理论方法不能用于重建小规模网络，但可用于重建大规模网络。在这些方面的一项进展是通过增加基因和相互作用来增加金标准合成基因网络的大小和复杂性。最好有一个由不同的金标准合成基因网络组成的库，包括由25—100个基因和各种网络结构组成的网络。随着DNA合成更少出错和更便宜，构建这样一个网络库是很现实的。9 G- @" P7 V; N3 F
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另一个有益的尝试是扩大金标准合成网络，使其包括其他组分，如小RNA和微RNA，以便考虑转录前和转录后修饰以及翻译修饰。这些进展可使研究人员在网络推论研究中探索各种水平的调节，对不同类型的数据进行整合。这些改进的方法可帮助开发系统生物学的新技术和分析工具。  r8 ^- V! o  x6 x; `, J+ _% T
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Cantone等人的工作很好地展示了将合成生物学的自下而上的网络构建方法与系统生物学的自上而下的网络推论方法相结合的价值。这些尝试可用于许多不同的生物，也许有一天会使我们反向构建大象般的基因调节网络。

本文转自建人先生原创，感谢

作者: 轩辕之客 时间: 2009-8-14 16:24

这的很好，谢谢了！！了解学习！7 _( ]/ e0 Z; X

系统生物学看来也是很有前途的一方面啊！！！

作者: fuguangbo 时间: 2009-11-25 19:15

好东西！近来正在看，谢谢！！！

作者: ziyunfei1982 时间: 2009-11-27 17:05

没有原文么？

作者: lifescience1 时间: 2010-1-14 14:44

系统生物学更全面，分析和推测更具有准确性。

作者: smkx 时间: 2010-1-14 15:34

有原文么？

作者: ziyunfei1982 时间: 2010-1-23 11:59

本帖最后由 ziyunfei1982 于 2010-1-23 12:01 编辑
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系统生物学正式用化学合成的方法去创造生命，最早的是合成逆转录病毒5000b的基因组，具有感染性和繁殖能力，相当于用化学方法人工创造生命了，接着又搞支原体，最近好像细菌也成功了，做出人工染色体了，肯定是将来的热点，据说还有在搞人造子宫的，这些技术都在进步。还有一个热点是做网络调控，人们把认识到的一点点串起来，西方的传统的科研思路就是做一个点，现在发现做点不行了，必须从不同水平上，也就是不同的系统上认清调控，生命现象的本质。

作者: 川来 时间: 2010-11-20 17:56

学习一下，呵呵

作者: 大小年 时间: 2015-6-18 07:15

好贴坏贴，一眼就看出去

作者: 杏花 时间: 2015-6-18 20:48

我的啦嘿嘿

作者: 张佳 时间: 2015-7-16 16:00

真的有么

作者: 剑啸寒 时间: 2015-8-22 18:22

干细胞研究人员的天堂

作者: 龙水生 时间: 2015-9-1 14:27

小生对楼主之仰慕如滔滔江水连绵不绝,海枯石烂,天崩地裂,永不变心.

作者: 罗马星空 时间: 2015-9-3 18:04

这个贴不错！！！！！

作者: awen 时间: 2015-9-8 12:09

这个贴不错！！！！！看了之后就要回复贴子，呵呵

作者: 红旗 时间: 2015-9-12 12:09

家财万贯还得回很多贴哦

作者: 张佳 时间: 2015-9-28 10:26

进行溜达一下

作者: txxxtyq 时间: 2015-9-29 15:35

不错啊! 一个字牛啊!

作者: yukun 时间: 2015-10-10 09:43

干细胞治疗糖尿病

作者: 石头111 时间: 2015-10-15 09:10

干细胞疾病模型

作者: 陈晴 时间: 2015-10-25 14:05

干细胞研究非常有前途

作者: laoli1999 时间: 2015-10-25 21:04

自己知道了

作者: 舒思 时间: 2015-11-14 17:50

好帖，有才

作者: 舒思 时间: 2015-11-24 17:34

观看中

作者: 张佳 时间: 2015-12-11 09:43

我帮你喝喝

作者: 张佳 时间: 2015-12-12 14:20

其实回帖算是一种没德德，所以我快成圣人了

作者: 依旧随遇而安 时间: 2016-1-15 18:17

不错，看看。

作者: 剑啸寒 时间: 2016-1-29 21:27

做对的事情比把事情做对重要。

作者: haha3245 时间: 2016-2-2 18:51

我毫不犹豫地把楼主的这个帖子收藏了

作者: 小倔驴 时间: 2016-2-18 12:00

你还想说什么啊....

作者: 求索迷茫 时间: 2016-2-19 18:10

活着，以死的姿态……

作者: 榴榴莲 时间: 2016-2-22 21:35

看贴回复是好习惯

作者: 苹果天堂 时间: 2016-3-3 09:01

我帮你喝喝

作者: 刘先生 时间: 2016-3-13 11:52

哈哈瞧你说的~~~

作者: 小倔驴 时间: 2016-3-14 10:27

孜孜不倦，吾等楷模 …………

作者: 罗马星空 时间: 2016-3-23 03:39

支持你一下下。。

作者: nauticus 时间: 2016-3-23 14:49

好帖，有才

作者: 狂奔的蜗牛 时间: 2016-4-13 20:10

顶．支持，路过．．．．．

作者: Greatjob 时间: 2016-5-2 14:43

我好想升级

作者: chinagalaxy 时间: 2016-6-4 18:12

问渠哪得清如许，为有源头活水来。

作者: awen 时间: 2016-6-29 14:18

每天到干细胞之家看看成了必做的事情

作者: htc728 时间: 2016-9-26 11:55

来上茶~~~~

作者: biobio 时间: 2016-9-26 17:34

支持你就顶你

作者: dr_ji 时间: 2016-10-11 11:35

羊水干细胞

作者: 983abc 时间: 2016-10-15 07:11

这个贴不错！！！！！看了之后就要回复贴子，呵呵

作者: frogsays 时间: 2016-11-12 20:43

我顶啊。接着顶

作者: 碧湖冷月 时间: 2016-11-23 17:01

你加油吧

作者: nauticus 时间: 2016-12-26 14:54

不错啊! 一个字牛啊!

作者: 安安 时间: 2017-1-16 22:12

挺好啊

作者: 3344555 时间: 2017-1-16 23:04

不错不错.,..我喜欢

作者: 与你同行 时间: 2017-1-20 00:37

知道了不错~~~

作者: xiaomage 时间: 2017-1-29 11:10

加油啊！！！！顶哦!!!!!

作者: myylove 时间: 2017-1-30 03:21

不错，感谢楼主

作者: dr_ji 时间: 2017-2-3 05:32

转基因动物

作者: nosoho 时间: 2017-2-10 11:44

…没我说话的余地…飘走

作者: wq90 时间: 2017-3-1 23:14

楼主，支持！

作者: 橙味绿茶 时间: 2017-3-8 19:43

今天无聊来逛逛

作者: 追风 时间: 2017-3-11 04:04

呵呵高高实在是高~~~~~

作者: 张佳 时间: 2017-4-9 13:35

在线等在线等

作者: SCISCI 时间: 2017-4-20 12:35

似曾相识的感觉

作者: 石头111 时间: 2017-5-3 21:00

原来是这样

作者: xiao2014 时间: 2017-6-13 14:53

神经干细胞

作者: 榴榴莲 时间: 2017-7-1 11:49

楼主，支持！

作者: 龙水生 时间: 2017-7-8 09:01

呵呵,支持一下哈

作者: dada 时间: 2017-7-9 17:10

是楼主原创吗

作者: 983abc 时间: 2017-7-29 19:04

(*^__^*) 嘻嘻……

作者: sky蓝 时间: 2017-7-31 22:27

这贴？不回都不行啊

作者: MIYAGI 时间: 2017-8-14 18:54

肿瘤干细胞

作者: doc2005 时间: 2017-8-24 14:43

世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。

作者: 多来咪 时间: 2017-9-8 21:53

干细胞美容

作者: marysyq 时间: 2017-9-10 18:39

进行溜达一下

作者: xm19 时间: 2017-9-17 18:05

感谢党和人民的关爱~~~

作者: SCISCI 时间: 2017-9-25 21:14

每天早上起床都要看一遍“福布斯”富翁排行榜，如果上面没有我的名字，我就去上班……

作者: alwaysniu 时间: 2017-10-10 14:54

哎怎么说那~~

作者: kaikai 时间: 2017-11-19 19:49

活着，以死的姿态……

作者: 命运的宠儿 时间: 2017-12-2 19:09

拿把椅子看表演

作者: 杏花 时间: 2017-12-18 11:35

我来了~~~~~~~~~ 闪人~~~~~~~~~~~~~~~~

作者: 多来咪 时间: 2017-12-24 14:03

21世纪，什么最重要——我！

作者: dr_ji 时间: 2017-12-25 06:17

脂肪干细胞

作者: 与你同行 时间: 2017-12-26 15:09

干细胞研究人员的天堂

作者: immail 时间: 2017-12-31 19:06

家财万贯还得回很多贴哦

作者: 糊涂小蜗牛 时间: 2018-1-6 22:57

干细胞治疗糖尿病

作者: heart10 时间: 2018-1-12 16:50

干细胞存储

作者: doc2005 时间: 2018-2-23 12:27

谢谢分享了!

作者: yukun 时间: 2018-3-27 00:28

世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。

作者: 知足常乐 时间: 2018-3-31 16:54

帮你顶，人还是厚道点好

作者: DAIMAND 时间: 2018-4-5 00:59

不错啊! 一个字牛啊!

作者: 983abc 时间: 2018-4-18 00:30

我喜欢这个贴子

作者: doc2005 时间: 2018-5-6 10:53

支持一下吧

作者: sshang 时间: 2018-5-23 14:10

干细胞分化技术

作者: 张佳 时间: 2018-6-2 01:15

先顶后看

作者: 安生 时间: 2018-6-14 03:34

家财万贯还得回很多贴哦

作者: biodj 时间: 2018-7-7 08:18

嘿嘿

作者: pspvp 时间: 2018-7-15 20:58

做一个,做好了,请看

作者: apple0 时间: 2018-8-5 21:54

也许似乎大概是，然而未必不见得。

作者: tempo 时间: 2018-9-1 20:37

真是有你的！

作者: 苹果天堂 时间: 2018-9-18 16:27

我又回复了

作者: dongmei 时间: 2018-9-21 08:28

干细胞之家是不错的网站

作者: 快乐小郎 时间: 2018-10-15 04:17

好困啊

作者: bioprotein 时间: 2018-10-27 10:18

在线等在线等

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