系統(tǒng)生物學(xué)研究不同尺度的不同生物如何相互作用。

微生物、植物、動(dòng)物和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都在自然界中扮演著各自的角色，自然界是一個(gè)相互聯(lián)系的復(fù)雜系統(tǒng)。系統(tǒng)生物學(xué)從整體上研究生物體。它研究了各種生物如何在不同的尺度上相互作用。例如，每個(gè)人都是一個(gè)系統(tǒng)。我們的器官、組織、細(xì)胞和構(gòu)成它們的分子，以及生活在我們皮膚和消化系統(tǒng)中的細(xì)菌和其他生物，都是系統(tǒng)的一部分。

系統(tǒng)生物學(xué)研究這些部分以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作?？茖W(xué)家可以根據(jù)他們正在研究的系統(tǒng)的大小來上下擴(kuò)展系統(tǒng)生物學(xué)方法。例如，人體器官可以充當(dāng)自己的系統(tǒng)，由細(xì)胞、蛋白質(zhì)和氨基酸組成。

系統(tǒng)生物學(xué)依賴于計(jì)算和數(shù)學(xué)分析和建模。它從研究人員通常稱之為“組學(xué)”的大量生物科學(xué)和技術(shù)中提取數(shù)據(jù)。其中一些“組學(xué)”包括基因組學(xué)（研究生物體中的完整基因集）和蛋白質(zhì)組學(xué)（研究細(xì)胞、組織或生物體中的所有蛋白質(zhì)）。這些學(xué)科都強(qiáng)調(diào)表征和量化生物體如何構(gòu)建、運(yùn)作和生活背后的生物分子。

華威大學(xué)利用生物燃料和藥物中的化學(xué)品生產(chǎn)新產(chǎn)品

生物燃料和藥物中使用的高價(jià)值化學(xué)品可以通過改變細(xì)菌的化學(xué)成分來生產(chǎn)新產(chǎn)品來制造。華威大學(xué)的研究人員找到了一種方法來大幅降低打開這些開關(guān)的成本。

系統(tǒng)生物學(xué)有許多潛在的應(yīng)用。一項(xiàng)主要應(yīng)用是生物能源研究。科學(xué)家們正在努力了解可用于生物燃料的植物，包括它們?nèi)绾紊L、分解它們的微生物以及這些成分如何協(xié)同工作。這種方法有助于科學(xué)家改進(jìn)生物燃料背后的系統(tǒng)，以制造更高效、更具成本效益和可再生的燃料。系統(tǒng)生物學(xué)對于理解碳的循環(huán)也至關(guān)重要。世界上大部分的二氧化碳儲(chǔ)存在森林和苔原等生態(tài)系統(tǒng)中?？茖W(xué)家們正在研究捕獲二氧化碳的土壤和植物之間的復(fù)雜相互作用，以及分解有機(jī)物質(zhì)并將其碳作為二氧化碳釋放回大氣中的微生物之間的復(fù)雜相互作用。

速覽

• 對土壤微生物基因組的系統(tǒng)生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，它們還被數(shù)千種不同的病毒感染，這些病毒會(huì)影響它們?nèi)绾涡揎椄缓嫉挠袡C(jī)物質(zhì)。
• 比較不同植物的解碼基因組有助于我們了解植物如何隔離二氧化碳并將碳儲(chǔ)存在構(gòu)成植物體的纖維素和其他聚合物中。
• 貝克酵母不僅用于制造啤酒，還用于制造生物燃料。了解他們的系統(tǒng)生物學(xué)，科學(xué)家們可以設(shè)計(jì)出新的酵母菌株，有朝一日可以生產(chǎn)出汽油的替代品。

能源部科學(xué)辦公室對系統(tǒng)生物學(xué)的貢獻(xiàn)

VMB20單目學(xué)生顯微鏡

能源部科學(xué)、生物和環(huán)境研究辦公室 (BER) 計(jì)劃資助基于系統(tǒng)生物學(xué)觀點(diǎn)的廣泛研究。美國能源部的一項(xiàng)主要工作是基因組科學(xué)計(jì)劃，該計(jì)劃將系統(tǒng)生物學(xué)應(yīng)用于涉及能源和環(huán)境的問題。

從生物體基因組中編碼的遺傳信息開始，BER 研究旨在發(fā)現(xiàn)指導(dǎo)遺傳密碼翻譯的原則。研究人員還研究了植物和微生物在響應(yīng)和改變環(huán)境時(shí)的生理學(xué)基礎(chǔ)代謝和調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。這種理解將幫助研究人員設(shè)計(jì)有助于能源獨(dú)立和清潔能源的微生物和植物。例如，系統(tǒng)生物學(xué)可以帶來更好的生物燃料和生物產(chǎn)品、改進(jìn)的碳儲(chǔ)存以及對環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物的新控制。

相關(guān)產(chǎn)品: 公安刑偵設(shè)備

類似內(nèi)容推薦

• 增強(qiáng)免疫系統(tǒng)自然殺傷細(xì)胞的免疫療法有望對抗黑色素瘤
• 科學(xué)家在DNA中構(gòu)建生物閥門以控制細(xì)胞信息流
• 科普時(shí)間：什么是系統(tǒng)生物學(xué)？
• 饑餓游戲：科學(xué)家揭開大腦中饑餓開關(guān)的秘密
• 科學(xué)家嘗試使用核磁共振波譜 (NMR)構(gòu)建SARS-CoV-2分子的三維結(jié)構(gòu)
• 研究人員已確定了一種控制細(xì)胞生長和存活的細(xì)胞通訊途徑
• 新算法可以作為分析生物系統(tǒng)模型的更有效方法
• 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)神經(jīng)免疫相互作用如何燃燒深層脂肪
• 麻省理工學(xué)院生物學(xué)家確定癌癥疫苗的新靶點(diǎn)
• 科學(xué)家首次對人類基因組進(jìn)行了完整測序
• 科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了微磁體遠(yuǎn)程控制腦細(xì)胞
• 麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種啟動(dòng)免疫系統(tǒng)攻擊腫瘤的新方法
• 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了變異的冠狀病毒蛋白復(fù)合物
• 科學(xué)家從6000萬年前的細(xì)菌中捕獲新DNA修飾系統(tǒng)
• 天體生物學(xué)研究可預(yù)測未知外星生命
• 科學(xué)家創(chuàng)造了由人類細(xì)胞制成的“時(shí)間機(jī)器”來逆轉(zhuǎn)胰腺癌的擴(kuò)散
• 植物科學(xué)家在百里香和牛至等草藥中找到抗癌化合物的配方
• 熒光顯微鏡生物科學(xué)中的應(yīng)用
• 新的顯微鏡方法可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生物學(xué)的進(jìn)步
• 金相顯微鏡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及使用注意事項(xiàng)