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系統生物學
系統生物學是一種整合性方法,透過研究生物系統所有組成部分的集體行為,來理解細胞、組織和生物體如何作為動態網路運作。
概觀
系統生物學作為一個獨立學科在二○○○年前後興起,源於對還原論方法(逐一列舉基因或蛋白質)無法解釋發育、恆定性和疾病等複雜生物現象的認識。該領域整合跨越基因組、轉錄組、蛋白質組和代謝組等多個分子尺度的高通量實驗數據,並使用數學模型來模擬和預測系統行為。網路推斷方法從數據中重建調控與信號網路,揭示擾動如何在生物電路中傳播。基於主體的模型和動態模擬工具捕捉了僅靠組件無法預測的湧現特性。
為什麼重要
系統生物學改變了生物學家和臨床醫生理解複雜疾病的方式。癌症越來越被理解為失調信號網路的疾病,網路藥理學現在可以識別多靶點藥物組合。該領域透過計算預測藥物相互作用和耐藥機制,影響了藥物開發流程。系統方法也促進了對免疫細胞分化、糖尿病等代謝疾病以及微生物群落動態的理解。這一學科從根本上提升了將生物學建模為定量科學的能力,實現了以模擬驅動的發現,補充了傳統濕實驗室實驗。