心血管系统生物学研究进展

在后基因组时代中,系统生物学是最受关注的领域之一.系统医学生物学是系统生物学的一个重要的分支和组成部分,主要研究的对象是人体、疾病和防治措施.由于心血管疾病突出的重要性,研究人员正致力于心血管系统生物学的研究.本文综述了心血管系统生物学主要的研究课题,总结了用以整合数据的方法和策略,心血管系统模型的类型和应用,建模的工具和标准,未来的发展方向,以及心血管系统生物学可能将面临的一些挑战.     

系统生物学中建模方法的研究现状及展望

系统生物学倡导利用系统论的思想和方法,从整体的高度分析、研究生命的复杂特性。这一点与实验生物学仅关注某一个或者某一些生物大分子是迥然不同的。系统生物学既要同时考虑多个层次、多种类型的生物信息,还要考虑时间因素。由于系统特性是由于不同组成部分、不同层次间相互作用而“涌现”出的新性质,因此,如果只是针对组成部分或单一层次的分析并不能真正准确地预测整体或高层次的行为。如何通过研究和整合去发现和理解“涌现”出的新的系统性质,是系统生物学面临的一个根本性的挑战。为了应对这一挑战,系统生物学,特别是计算系统生物学必须建立有效的方法,通过整合系统各个层次的信息,建立可反映该系统目前已知或已可测量的性质的物理、数学模型,并通过这样的模型来研究或预测目前还未知晓的系统性状。可以说：建模是系统生物学的最重要的研究手段之一。目前,生命科学的研究正逐步由对单一现象、单一过程的机械论式的描述型研究转向运用高通量实验技术获取海量生物信息,并在这些生物信息基础上建立物理、数学模型,最终通过建模与实验相接合的研究手段来定量阐述生命现象的本质规律。由于建模方法在系统生物学研究中的重要性,本文将对一些主要的建模类型,如定性建模方法;基于约束的建模方法;基于常微分/偏微分方程的定量建模和基于随机微分方程的定量建模方法等等分别予以简要介绍。     

基于AnyBodyTM技术的人体运动建模方法

人体运动的建模与仿真是当今运动生物力学研究的一个热点.利用数值模型研究人体的运动规律,是人体运动研究的一个重要手段和有效工具.其关键技术在于应用逆向运动学方法求解人体运动,并获取人体运动中各个肌肉力学上技术参数.文中主要探讨基于AnyBodyTM System软件人体运动仿真的建模方法来研究人体运动力学规律,结合The AnyBodyTM system对人体运动具体应用,说明The AnyBodyTM system技术在人体运动仿真领域的优势.     

计算系统生物学:理论、方法及在药物研发中的应用

计算系统生物学是一个多学科交叉的新兴领域,旨在通过整合海量数据建立其生物系统相互作用的复杂网络。数据的整合和模型的建立需要发展合适的数学方法和软件工具,这也是计算系统生物学的主要任务。生物系统模型有助于从整体上理解生物体的内在功能和特性。同时,生物网络模型在药物研发中的应用也越来越受到制药企业以及新药研发机构的重视,如用于特异性药物作用靶点的预测和药物毒性评估等。该文简要介绍计算系统生物学的常见网络和计算模型,以及建立模型所用的研究方法,并阐述其在建模和分析中的作用及面临的问题和挑战。     

基于信息度量的基因网络建模

基因网络作为生物系统三大网络中最基础的组成部分,是目前系统生物学研究的一大热点。本文分析了目前基因网络。建模的各种方法。井着重分析了布尔网络的建模特点。提出了利用信息理论中的信息熵和互信息方法来分析基因网络的各元素之间的布尔逻辑关系。通过实例分析说明了该方法在布尔网络建模中的有效性。     

系统生物学——生命科学的新领域

系统生物学是继基因组学、蛋白质组学之后一门新兴的生物学交叉学科,代表21世纪生物学的未来.最近,系统生物学研究机构纷纷成立.在研究上,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.     

数控加工仿真系统软件在数控教学和鉴定中的应用研究

数控技术是机械制造业的核心技术,需要技术工人进行操作,才能保证机械制造行业的正常运转。职业技工院校成为培养技术工人的基地,应该根据市场的需求培养大批优秀的技工人员。数控加工仿真系统软件是实现机械制造业的工具,也是学生掌握和应用的难点,该软件在数控教学和数控鉴定中应用存在着许多问题,针对以上问题提出了措施,也阐述了数控加工仿真系统软件在教学和鉴定中的应用方法,将新的教学理念、教学方法和教学模式应用到数控教学中。     

二维心室建模和Brugada综合症仿真

本文以Tusscher提出的人体心室单细胞计算模型为基础,用计算机建模仿真的方法,构建一个心室壁组织的二维网格模型。通过修改细胞的离子通道参数,仿真了正常生理条件下和Brugada症状下三类心室细胞的动作电位和心电图波形。结果显示:Brugada症状下的心电图波形有明显的J波出现,ST-段抬高甚至T波倒置。这与临床医学上的报道基本符合,本研究为用计算机仿真建模研究Brugada综合症打下了基础。     

骨骼肌肉建模及其仿真

该文首先对骨骼肌肉模型进行探讨,并且在Zajac肌肉力学模型下,通过仿真软件"Virtual Muscle 3.1.5"对骨骼肌进行仿真.根据不同的肌肉性状和肌肉骨骼运动状态进行了不同的仿真实验,并且得到很好的模拟结果.本实验主要针对老年人和受伤肌肉,研究其特性与正常肌肉的异同,通过仿真实验的最终结果,分析得出了肌肉性状变化,特别是长肱二头肌,会对肌肉施力功能产生很大的影响.     

同源建模关键步骤的研究动态

应用同源建模的蛋白质结构预测已经成为一种快速获得蛋白质结构的技术,这种技术也将成为完成结构基因组计划的有力工具.同源建模是指寻找与目标序列同源而且有实验测定结构的蛋白质作为模板,从而构建目标序列的结构模型的方法.限制这种方法的应用主要是同源建模的关键步骤,即目标与模板之间序列比对和环区建模的准确性.当模型的准确性达到令人信服的程度时,更为精确的计算机辅助药物设计和改造蛋白质,甚至设计全新功能的蛋白质将成为可能.综述了从算法和策略上提高同源建模关键步骤准确性的研究进展.     

小角X-射线散射法解析多结构域蛋白质或复合物的溶液结构

随着同步辐射装置的建设与发展及各种建模方法的产生与完善,小角X-射线散射（small angle X-ray scattering,SAXS）法已经逐渐成为结构生物学中的一种重要的工具。SAXS可以用于研究溶液中生物大分子的结构及构象变化,蛋白质的组装、折叠等动态过程。本文对SAXS的基本原理、常用的研究技术和建模方法及其应用进行了综述。     

MetaGen: 从KEGG建模代谢网络的新工具

为便于大规模代谢网络的计算,发展了一款方便实用的工具:MetaGen,对Kyoto Encyclopedia of Genesand Genomes(KEGG)中物种特异的各层次代谢系统进行建模,生成的代谢网络以酶图和通路图的方式表示.利用该工具,对人类代谢系统的bow-tie结构进行了初步研究,并以此为例展示了该工具广阔的应用前景.MetaGen利用KEGGweb服务保证建模数据的可靠性,依靠本地关系数据库加速网络建模过程并提供更多的数据管理和利用方式,并结合高级JAVA技术提高代码的可扩展性.MetaGen完全开源,可直接从http://bnct.sourceforge.net/下载.     

同胚模型——生物系统建模与仿真的一个发展方向

本文叙述了自系统论、控制论提出以来生物系统的建模与仿真的几种类型各自的优缺点,包括类比模型、黑箱模型、机能模型以及同胚模型,指出建立同胚模型是生命科学定量化较好的发展,最后提出了建立同胚模型的几种可能的方法。     

化学工业出版社新书

系统生物学基础[日]北野宏明编刘笔锋等译ISBN7-122-00978-52007年4月出版B5开本定价:39元本书首先对系统生物学的意义给出了明确的回答,并且阐述了系统生物学研究需要开展的工作及其所采用的技术,之后围绕系统生物学的5个中心主题展开:先进的测量系统、基于实验数据的基因和代     

2010生命系统建模与仿真国际会议和2010可持续能源与环境中的智能计算国际会议通知

<正>2010生命系统建模与仿真国际会议(LSMS2010)和2010可持续能源与环境中的智能计算国际会议(ICSEE2010)将于2010年9月17～20日在中国无锡举行。LSMS-ICSEE2010是面向全世界生命系统建模     

生态代谢组学研究进展

代谢组学指某一生物系统中产生的或已存在的代谢物组的研究,以质谱和核磁共振技术为分析平台,以信息建模与系统整合为目标。随着代谢组学中的研究方法与技术成为生态学研究的有力工具,生态代谢组学概念应运而生,即研究某一个生物体对环境变化的代谢物组水平的响应。理清代谢组学与生态代谢组学学科发展的脉络,综述代谢组学研究中的常用技术及其优势与局限性,论述代谢组学技术在生态学研究中的应用现状,展望代谢组学技术与其他系统生物学组学技术的结合在生态学中的应用前景,提出生态代谢组学研究者未来要完成的任务和面对的挑战。     

2010生命系统建模与仿真国际会议和2010可持续能源与环境中的智能计算国际会议通知

<正>2010生命系统建模与仿真国际会议(LSMS 2010)和2010可持续能源与环境中的智能计算国际会议(ICSEE 2010)将于2010年9月17～20日在中国无锡举行。LSMS-ICSEE 2010是面向全世界生命系统建模与仿真、可持续能源与环境智能计算理论、方法和应用等相关研究领域科技人员和学者的国际学术会议。     

2010生命系统建模与仿真国际会议和2010可持续能源与环境中的智能计算国际会议通知

<正>2010生命系统建模与仿真国际会议(LSMS 2010)和2010可持续能源与环境中的智能计算国际会议(ICSEE 2010)将于2010年9月17￣20日在中国无锡举行。LSMS-ICSEE 2010是面向全世界生命系统建模与仿真、可持续能源与环境智能计算理论、方法和应用等相关研究领域科技人员和学者的国际学术会议。     

以CasX为例简述新型CRISPR-Cas系统的基本属性和研究方法

在细菌与古菌中广泛存在的CRISPR-Cas系统,作为目前发现的原核生物唯一的适应性免疫系统,抵御着病毒和质粒的入侵。自20世纪80年代首次被发现至今,CRISPR-Cas系统的基本情况逐渐清晰,包括名称缩写、分类、进化关系等方面。近年来,由于第二类CRISPR-Cas系统作为一种有潜力的基因编辑工具而逐渐成为应用研究被关注,对CRISPR-Cas系统的基础研究热度也持久不衰。为了使此类基因编辑工具在实际应用领域更加安全便捷,针对已发现的CRISPR-Cas系统在根据基础研究领域的成果进行优化的同时,对新型CRISPR-Cas系统的发掘工作也同等重要。本文以2017年发现的CasX为例,简要概述针对一种新发现的CRISPR-Cas系统需要研究确定的基本属性及相关研究方法。     

MATLAB 7.X 生物信息工具箱的应用-- 专用分析工具（ 六）*

序列分析可以获取蕴藏在简单序列中的生物信息,是生物信息分析的基础。通过生物大分子序列差异分析构建的系统树则可为我们提供可视化的物种间的进化关系。MATLAB7.X生物信息工具箱包含了几个图形用户界面设计的专用分析工具,这些专用分析工具交互性好,易于使用。借助于这些分析工具,用户不仅可以对基因序列进行分析查看并能进行相对应的氨基酸序列分析,还可以方便快捷地构建系统发育树。即使用户不会编程也可以进行序列分析和系统发育分析的研究,大大地提高了分析的效率。本文详细介绍了序列分析工具Seqtool和系统发育分析工具Phytreetool在序列分析及系统发育树构建方面的应用,所有操作方便快捷,分析结果可视化程度高。