系统生物学的理论、方法和应用

第1部分概论

第1章基本原理

1.1系统生物学是生物学

1.2系统生物学是建模

1.3系统生物学是数据整合

1.4系统生物学是一门有生机的科学

第2章生物学概要

引言

2.1生命的起源

2.2细胞的分子生物学

2.3结构细胞生物学

2.4基因的表达

2.5细胞周期

第3章数学概要

引言

3.1线性代数

3.2常微分方程

3.3差分方程

3.4统计学

3.5图和网络理论

3.6随机过程

第4章实验技术概要

引言

4.1基本技术

4.2高级技术

第2部分系统生物学的标准模型和方法

第5章代谢

引言

5.1酶动力学和热力学

5.2代谢网络

5.3代谢控制分析

第6章信号转导

引言

6.1细胞内和细胞闻通讯的结构与功能

6.2受体-配体相互作用

6.3信号通路的结构组成

6.4信号转导：动力学与调节特征

第7章选取的生物学过程

引言

7.1生物学振荡

7.2细胞周期

7.3衰老

第8章基因表达建模

引言

8.1基因表达建模

8.2启动子识别

8.3真核基因表达特定过程的建模

8.4E.coli操纵子调控的建模

第9章基因表达数据的分析

引言

9.1数据获取

9.2倍数变化分析

9.3聚类算法

9.4基因表达数据的验证

9.5分类方法

9.6反向工程遗传网络

第10章进化和自组织

引言

10.1准种和超循环

10.2进化的其他数学模型

10.3用最优原理预测生物系统

第11章数据整合

引言

11.1数据库网络

11.2异质数据的信息度量

11.3双边聚类

第12章系统生物学展望

12.1系统生物学：未来生物学研究和医学实践的核心

12.2生物学研究在系统生物学阶段的实验设计

12.3系统生物学时代的出版物

12.4系统生物学和文本挖掘

12.5医学中的系统生物学

12.6药物研发中的系统生物学

12.7食品生产和生物工程中的系统生物学

12.8生态学中的系统生物学

12.9系统生物学与纳米技术

12.10指导新物种的设计

12.11计算的局限性

12.12潜在的危险

第3部分计算机信息检索和检验

第13章数据库和网络上的工具

引言

13.1GeneOntology

13.2KEGG

13.3BRENDA

13.4NCBI的数据库

13.5EBI的数据库

13.6Swiss-Prot，TrEMBL和UniProt

13.7Reactome

13.8PDB

13.9TRANSFAC和EPD

13.10GenomeMatrix

第14章建模工具

引言

14.1建模和可视化

14.2模型交换语言，数据格

　　本书旨在向学习生物学、生物物理学和生物信息学的学生以及从不同学科进入这一领域的高级研究人员介绍系统生物学。本书分为3个部分。第1部分介绍系统生物学的3个主要基础:细胞生物学、数学和实验技术；第2部分介绍当前的计算建模和数据采掘策略。该部分详尽地涵盖了各种细胞过程，诸如代谢、信号转导、细胞周期、基因表达及其相互作用。作者介绍各种不同的建模概念，并讨论如何应用不同的模型来解决许多常见问题，包括调控是如何组织的，数据如何解释以及在特定条件下该应用哪种模型；第3部分概述了从互联网上可获得的帮助和资源。作者介绍了自己常用的建模工具，并对信息交换绝对必要的、从而也是构成系统生物学不可或缺的支柱数据库进行了概述。　　系统生物学是一门典型的交叉学科，需要生命科学、信息科学、数学和计算机科学等多学科的交叉研究；而目前国内还没有一本书能涵盖所有这些学科的内容。本书提供了进入系统生物学领域所必需的基础知识和学科概貌，内容体系连贯完整、深入浅出，非常适合作为课程教材和研究参考书。　　全书分为3个部分。第1部分介绍系统生物学的主要基础：细胞生物学、数学和实验技术。第2部分介绍当前的计算建模和数据挖掘策略，包括代谢、信号转导、细胞周期、基因表达等各种细胞进程及其相互作用的各种细节；介绍了建模中的一些概念，并讨论了如何用不同的模型来解决一些常见的问题，如怎样解读数据、在特定条件下该应用哪种模型。第3部分对目前互联网上可获得的帮助和资源进行了概述性介绍，同时介绍了作者自己常用的一些建模工具；并对信息交换绝对必要的、从而也是构成系统生物学不可或缺的支柱数据库进行了概述。