系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論
《系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論:生物回路的設(shè)計(jì)原理》首次對(duì)系統(tǒng)生物學(xué)研究工作的核心和細(xì)節(jié)進(jìn)行深入闡述，為直觀理解生物學(xué)中一般原理建立了基礎(chǔ)。全書內(nèi)容編排體現(xiàn)了下列特色：對(duì)網(wǎng)絡(luò)模體等新的理論研究成果做了細(xì)致深入的闡述，指出了系統(tǒng)生物學(xué)的核心內(nèi)容和實(shí)踐方法；闡明了轉(zhuǎn)錄調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、發(fā)育網(wǎng)絡(luò)中的基本回路；
檢測(cè)了魯棒性原理；
清晰地說(shuō)明了如何用進(jìn)化優(yōu)化來(lái)理解最優(yōu)回路設(shè)計(jì)；
仔細(xì)考慮了動(dòng)力學(xué)校正和其他機(jī)制是如何使生物信息處理中的誤差減到最少的；
包括了習(xí)題、問(wèn)題的解答以及關(guān)于背景材料的附錄。
《系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論:生物回路的設(shè)計(jì)原理》對(duì)于初涉系統(tǒng)生物學(xué)研究的讀者理解和領(lǐng)會(huì)這門學(xué)科的內(nèi)涵會(huì)有很大幫助，可以作為系統(tǒng)生物學(xué)研究的熱門參考書，更可作為相關(guān)學(xué)科的高年級(jí)本科和研究生教材
序言
很高興《系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論——生物回路的設(shè)計(jì)原理》中譯本跟大家見面了。
系統(tǒng)生物學(xué)(Systems...
《系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論:生物回路的設(shè)計(jì)原理》首次對(duì)系統(tǒng)生物學(xué)研究工作的核心和細(xì)節(jié)進(jìn)行深入闡述，為直觀理解生物學(xué)中一般原理建立了基礎(chǔ)。全書內(nèi)容編排體現(xiàn)了下列特色：對(duì)網(wǎng)絡(luò)模體等新的理論研究成果做了細(xì)致深入的闡述，指出了系統(tǒng)生物學(xué)的核心內(nèi)容和實(shí)踐方法；闡明了轉(zhuǎn)錄調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、發(fā)育網(wǎng)絡(luò)中的基本回路；
檢測(cè)了魯棒性原理；
清晰地說(shuō)明了如何用進(jìn)化優(yōu)化來(lái)理解最優(yōu)回路設(shè)計(jì)；
仔細(xì)考慮了動(dòng)力學(xué)校正和其他機(jī)制是如何使生物信息處理中的誤差減到最少的；
包括了習(xí)題、問(wèn)題的解答以及關(guān)于背景材料的附錄。
《系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論:生物回路的設(shè)計(jì)原理》對(duì)于初涉系統(tǒng)生物學(xué)研究的讀者理解和領(lǐng)會(huì)這門學(xué)科的內(nèi)涵會(huì)有很大幫助，可以作為系統(tǒng)生物學(xué)研究的熱門參考書，更可作為相關(guān)學(xué)科的高年級(jí)本科和研究生教材
序言
很高興《系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論——生物回路的設(shè)計(jì)原理》中譯本跟大家見面了。
系統(tǒng)生物學(xué)(Systems Biologyr)是一門誕生不久又急速成長(zhǎng)的交叉學(xué)科，它涵蓋了生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)等學(xué)科的核心知識(shí)，是一門知識(shí)高度集成、在理論和應(yīng)用兩方面都具有重要意義的新興學(xué)科。雖然距2000年11月在日本東京召開的第一次系統(tǒng)生物學(xué)國(guó)際會(huì)議還不到10年，但系統(tǒng)生物學(xué)的研究卻以難以想象的速度在我國(guó)得到重視和開展。中國(guó)科學(xué)院和許多高校均相繼成立了系統(tǒng)生物學(xué)研究機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)生物學(xué)幾乎成了最熱門的科技詞匯之一。但是，系統(tǒng)生物學(xué)研究到底如何開展，如何實(shí)踐，國(guó)內(nèi)外都還是處于探索階段。2001年，Hiroaki Kitano(北野宏明)出版了“FoLmdations of Systems Biology”(系統(tǒng)生物學(xué)基礎(chǔ))一書(此書中譯本已于2007年出版)，這是系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域的第一本專著。此書雖對(duì)系統(tǒng)生物學(xué)做了較全面的基礎(chǔ)性介紹，但大部分內(nèi)容僅停留于宏觀的描述，對(duì)研究工作的細(xì)節(jié)和核心部分都沒(méi)有作深入的展開。這也正反映出當(dāng)時(shí)系統(tǒng)生物學(xué)還處于萌芽狀態(tài)，其全貌一時(shí)還無(wú)法精細(xì)地刻畫。但這是一個(gè)急速發(fā)展的領(lǐng)域，近年來(lái)相關(guān)的書籍紛紛面世，這些著作都以特定的視角介紹系統(tǒng)生物學(xué)。
2007年以色列魏茨曼研究所的Uri Alon(尤拉·阿隆)依據(jù)他的團(tuán)隊(duì)的科研實(shí)踐撰寫了“An Introduction To systeros Biology”(系統(tǒng)生物學(xué)導(dǎo)論)，則為系統(tǒng)生物學(xué)研究的實(shí)踐提供了一本非常有用的指南書。作者依據(jù)自己的科研實(shí)踐對(duì)相關(guān)的知識(shí)做了精心的梳理和選擇，特別是對(duì)新的理論研究成果，如網(wǎng)絡(luò)模體等，更是做了細(xì)致深入的闡述，指出了系統(tǒng)生物學(xué)研究的核心內(nèi)容和實(shí)踐方法。全書層次清晰，重點(diǎn)突出，內(nèi)容自成一體，讀者通過(guò)本書的學(xué)習(xí)，即可進(jìn)入系統(tǒng)生物學(xué)的研究前沿。加之作者又為全書添加了相應(yīng)的習(xí)題，這對(duì)初涉系統(tǒng)生物學(xué)研究的讀者理解和領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)生物學(xué)的內(nèi)涵將會(huì)有極大的幫助。因此，本書不僅可作為系統(tǒng)生物學(xué)研究的入門參考書，更可作為相關(guān)學(xué)科大學(xué)高年級(jí)學(xué)生和研究生的教材。
上海大學(xué)數(shù)學(xué)系生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究生彭新俊、周文、劉祥、沈稱意、李馮、馮鐵男、閻正樓、張玉濱、孟煒、張亮生、劉煥、王飛飛、趙潔苑、呂玉龍、沈青松、江浩、王晶、高松、龔云路、茅嘉、秦殿剛、薛曉怡、林合同、金鼎立、李建華、王群群等參加了本書的研討和翻譯，全書最后由王翼飛統(tǒng)稿并校訂。
中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院的丁達(dá)夫、李亦學(xué)、趙慕鈞研究員，李載平院士，上海大學(xué)數(shù)學(xué)系史定華教授，上海師范大學(xué)郭本瑜教授，以及化學(xué)工業(yè)出版社的編輯等對(duì)本書的翻譯出版都給予了熱情的支持和鼓勵(lì)，并提供了寶貴的意見，在此一并致謝。
文摘
插圖：
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當(dāng)我第一次閱讀生物學(xué)教科書時(shí)，好似在看一本驚險(xiǎn)讀物，它的每一頁(yè)都會(huì)帶來(lái)新的震驚。作為一名物理學(xué)家，我習(xí)慣于研究那些遵循精確數(shù)學(xué)法則的事物，然而細(xì)胞是一類不斷變化著的物體，其結(jié)構(gòu)自發(fā)地組裝，以執(zhí)行精細(xì)的生物化學(xué)功能，并且在功能實(shí)現(xiàn)后能夠容易地分解。生物分子在編碼及執(zhí)行信息時(shí)幾乎不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，盡管它們事實(shí)上是處于很強(qiáng)的熱噪聲下，而且被包埋在濃厚的分子湯中。這是如何做到的?是否在這些生物系統(tǒng)中存在一些能夠幫助我們理解生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)之問(wèn)區(qū)別的特殊的自然法則?
我們渴望知道自然法則以及簡(jiǎn)化的原理，然而生物學(xué)是如此的復(fù)雜以致難以實(shí)現(xiàn)。每個(gè)生物化學(xué)相互作用都是異常地精確，而且細(xì)胞中存在著包含成千上萬(wàn)個(gè)這種相互作用的網(wǎng)絡(luò)。此類網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)化的結(jié)果，而進(jìn)化則是通過(guò)產(chǎn)生隨機(jī)變化、并選擇能夠生存下來(lái)的有機(jī)體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此從某種意義上講，進(jìn)化得到的結(jié)構(gòu)依賴于歷史上的偶然性，同時(shí)也滿載著在每種情形中都需要特別說(shuō)明的生物化學(xué)細(xì)節(jié)。
盡管存在這樣的復(fù)雜性，科學(xué)家們也已經(jīng)在試圖辨明那些貫穿于整個(gè)生物學(xué)史的一般化原理。對(duì)于這類原理的探索正在進(jìn)行之中，而且還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有完成。然而，隨著生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段已可以獲得關(guān)于生物學(xué)意義上相互作用網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)的、可以理解的信息，從而使得這樣的研究成為可能。
事實(shí)上，隨著此類研究的開展，我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)一些可應(yīng)用于生物網(wǎng)絡(luò)的一般規(guī)律。生物網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)化中出現(xiàn)是為了實(shí)現(xiàn)各種功能，所以生物回路并非是隨機(jī)或偶然形成的。它具有確定的形態(tài)，系統(tǒng)的這種形態(tài)必須實(shí)現(xiàn)功能。盡管進(jìn)化是通過(guò)隨機(jī)調(diào)整來(lái)起作用的，但是通過(guò)一次次的進(jìn)化它將收斂到一個(gè)確定的回路元件的集合，這種集合遵循一般的設(shè)計(jì)原理。
本書的目的是突出生物系統(tǒng)的一些設(shè)計(jì)原理，同時(shí)提供一個(gè)數(shù)學(xué)框架，使得在這個(gè)數(shù)學(xué)框架中，這些原理可用來(lái)理解生物網(wǎng)絡(luò)。重要的信息是，生物系統(tǒng)包含著固有的簡(jiǎn)單性(simpIicity)。雖然細(xì)胞的進(jìn)化是為了實(shí)現(xiàn)功能，而不是為了便于理解，但是簡(jiǎn)化的原理卻使得生物學(xué)設(shè)計(jì)更易于為人們所理解。
本書的讀者需要有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。為了闡述一些重要的原理，書中雖然給出了幾個(gè)已經(jīng)有較好研究的生物系統(tǒng)的詳細(xì)描述，但我們還是避免使用專業(yè)術(shù)語(yǔ)和基因名。本書展現(xiàn)了一條以數(shù)學(xué)原理為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)生物學(xué)的途徑，其中很少?gòu)?qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。書中的一些示例都是作者非常熟悉的。在每章結(jié)尾處列出的資源以及本書最后給出的擴(kuò)展讀物中可以找到其他的指導(dǎo)說(shuō)明。