系统生物学

系统生物学是复杂生物系统的计算和数学分析与建模。 它是一个基于生物学的跨学科研究领域，专注于生物系统内的复杂相互作用，使用整体方法（整体论而不是更传统的还原论）进行生物学研究。

特别是从 2000 年开始，这一概念已在各种情况下广泛应用于生物学。 人类基因组计划是生物学应用系统思维的一个例子，它导致了新的、协作的方式来解决遗传学生物学领域的问题。 系统生物学的目标之一是模拟和发现涌现的特性，细胞、组织和生物体的特性作为一个系统发挥作用，其理论描述只有使用系统生物学技术才有可能。 这些通常涉及代谢网络或细胞信号网络。

系统生物学可以从许多不同的方面来考虑。

作为一个研究领域，特别是研究生物系统各组成部分之间的相互作用，以及这些相互作用如何产生该系统的功能和行为（例如，代谢途径中的酶和代谢物或心跳 ).

作为一种范式，系统生物学通常被定义为与所谓的还原论范式（生物组织）相对立，尽管它与科学方法是一致的。 这些引文中提到了这两种范式之间的区别：还原论方法已经成功地识别了大多数组件和许多相互作用，但不幸的是，它没有提供令人信服的概念或方法来理解系统属性是如何出现的……多元主义 生物网络中的因果关系可以通过定量测量同时观察多个组成部分并通过严格的数据与数学模型集成来更好地解决。 (Sauer et al.) 系统生物学......是关于放在一起而不是分开，整合而不是减少。 它要求我们发展出与我们的还原论方案一样严格但又不同的整合思考方式。 ……从字面上看，这意味着改变我们的理念。 （丹尼斯·诺布尔）

作为用于执行研究的一系列操作协议，即由理论、分析或计算模型组成的循环，以提出关于生物系统的特定可测试假设、实验验证，然后使用新获得的细胞或细胞过程的定量描述来改进 计算模型或理论。 由于目标是系统中相互作用的模型，因此最适合系统生物学的实验技术是那些在系统范围内并试图尽可能完整的实验技术。 因此，转录组学、代谢组学、蛋白质组学和高通量技术被用来收集定量数据，用于模型的构建和验证。

作为动力系统理论在分子生物学中的应用。 事实上，对所研究系统动力学的关注是系统生物学和生物信息学之间的主要概念差异。

作为一种社会科学现象，其定义是使用跨学科工具和人员从不同的实验来源整合有关生物系统相互作用的复杂数据的策略。

系统生物学作为一个新的科学领域开始于 2000 年左右，当时系统生物学研究所在西雅图成立，目的是吸引那些认为不会被大学学术环境所吸引的计算类型的人。 该研究所并没有明确定义这个领域到底是什么：大致将来自不同领域的人聚集在一起，使用计算机以新的方式全面研究生物学。 哈佛医学院的系统生物学系于 2003 年成立。2006 年，人们预测，这个非常流行的新概念引起的轰动将导致所有主要大学都需要一个系统生物学系，从而可以提供职业 在计算机编程和生物学方面具有一定能力的毕业生。

2006年美国国家科学基金会提出了建立全细胞数学模型的挑战。 2012 年，纽约西奈山医学院的 Karr 实验室实现了xxx个生殖支原体全细胞模型。 全细胞模型能够预测生殖支原体细胞对基因突变的反应能力。

作为一门独特的学科，系统生物学的早期先驱可能是由系统理论家 Mihajlo Mesarovic 于 1966 年在俄亥俄州克利夫兰的凯斯理工学院举办的名为系统理论与生物学的国际研讨会上提出的。 Mesarovic 预测，也许在未来会出现诸如系统生物学之类的东西。