آشنایی با علوم جدید مرتبط با زیست شناسی؛ سیستم بیولوژی

[ali salehzadeh]

آغاز این رشته تقریبا به سال 2000 بر میگرده و تنها علمی است که تمام علوم را در داخل آن می توان یافت. سلولی مولکولی، آمار، شیمی، فیزیک، ریاضی، کامپیوتر، اکولوژی و حتی علوم اجتماعی. مراکز تحقیقاتی بزرگی در دنیا هستند که زمینه تحقیقاتی خود را Systems Biology انتخاب کردند از جمله بزرگترین آن ها مرکز سیاتل آمریکا، ماکس پلانک در آلمان، کیوتو در ژاپن را می توان نام برد. برای من بنویسید که هدف این علم چیه، اصلا چرا بهش میگن Systems Biology، و رویکرد و کاربردهای آن چیه و آیا تا بحال تلاش مححققان در این زمینه باعث هیچ دستاورد علمی جدیدی شده است یا خیر؟ منتظر جواب ها و نظراتتون هستم.

 

[aftab75]

پاسخ : آشنایی با علوم جدید مرتبط با زیست شناسی؛ سیستم بیولوژی

سیستم بیولوژی علمی اس که تلاش می‌کند تا اطلاعات پیچیده ژنی و پروتئینی را به داده‌های متابولیکی پیوند بزند و یک سیستم جامع نرم افزاری در زمینه بیوانفورماتیک به وجود بیاورد

زیست‌شناسی سیستم‌ها یا زیست‌شناسی سیستمی زمینه‌ای است نوین در علوم حیات که به مطالعه و تحقیق پیرامون اجتماع، کل‌بینی و بایکدیگرسنجی ترازهای گوناگون اطلاعات، در راستای درک چگونگی عمل‌کرد سیستم های زیست شناسی همت می‌گمارد.

 

[aftab75]

پاسخ : آشنایی با علوم جدید مرتبط با زیست شناسی؛ سیستم بیولوژی

به طور كلي دانش سيستم بيولوژي بر سه پايه اصلي استوار است:

• جمع آوري و ادغام داده هاي آزمايشگاهي
  
• پردازش داده ها
• مدل سازي

موضوعات اصلي در سيستم بيولوژي شامل آناليز شبكه هاي مختلف است كه مهمترين اين شبكه ها عبارتند از :

• شبكه هاي ژني
• شبكه هاي برهمكنش پروتئين ها
• شبكه هاي متابوليسمي
• شبكه هاي سيگنالي

و...

 

[Mahdikiaee]

پاسخ : آشنایی با علوم جدید مرتبط با زیست شناسی؛ سیستم بیولوژی

اين يه توضيح روان و ساده هست :داشتن همه اطلاعات مربوط به ژن ها و پروتئین ها کافی نیست و مثل این است که ما لیست و تمام اطلاعات مربوط واحدهای سازنده یک دستگاه رادیو را بدانیم. این موضوع هیچ کمکی به ما نمی کند تا بدانیم یک رادیو چگونه کار می کند. برای فهم این موضوع ما باید با نگاه سیستمی به موضوع بنگریم. چنانچه می دانیم، یک سیستم از ارتباط بین واحد های تشکیل دهنده آن بوجود می آید. این دیدگاه در مورد سلول به ما کمک می کند تا گام اول رسیدن به یک سری شبکه های ارتباطی بین ژن ها و پروتئین ها است برداشته شود. این شبکه ها حالت ایستا دارند ولی به ما کمک می کنند بدانیم یک سلول از چه شبکه های تشکیل شده است. در گام بعدی این شبکه ها بایستی پویا شوند چرا که روابط سلولی واحد های حیاتی به صورت پویا و در پاسخ به محرک های درونی و بیرونی سلول شکل می گیرند و یا از بین می روند. در این حالت پویا، شبکه های کوچک با هم تراکنش می دهند و شبکه های بزرگتر را می سازند و این شبکه ها شبکه های بزرگتر و در نهایت می توان سلول را از دیدگاه سیستمی "شبکه ای از شبکه ها" دانست. زمانی که ما بتوانیم این شبکه ها را شناسایی کنیم و آنها را به صورت پویا مدل سازی کنیم، شاید بتوانیم به سوالات زیادی پاسخ بدهیم: یک سلول چگونه ولتاژ خود را تنظیم می کند؟ سیگنال های محیطی چگونه رمز گشایی می شوند؟ سلول چگونه می تواند با اختلالات درونی و بیرونی شرایط خود را در حالت بهینه نگه دارد؟ در بیماری های مثل سرطان و دیابت چه اتفاقی رخ می دهد؟ 

 

[Mahdikiaee]

پاسخ : آشنایی با علوم جدید مرتبط با زیست شناسی؛ سیستم بیولوژی

در یک تقسیم بندی می توان چالش های مقابل این دانش را که موصوعات تحقیقات امروز را تحت تاثیر قرار داده اند به این صورت بیان کرد: 
1-    شناسایی ساختار سیستم ها: شامل شناسایی شبکه های ژنی و مسیرهای بیوشیمیایی است که به پیدایش ساختار درون سلولی و بین سلولی منتهی می شوند. 
2-    شناسایی ماهیت پویایی سیستم ها: شامل استفاده از روش های آنالیز پویایی، حساسیت و فازی برای جواب به این سوال که سلول چگونه به تغییرات محیطی خود در طول زمان با استفاده از شبکه های ژنی و مسیرهای متابولیکی واکنش می دهد. 
3-    شناسایی روش های کنترل سیستم ها: شامل شناسایی سازوکارهایی است که به صورت نظام مند شرایط سلول را در برابر اختلالات و تغییرات منفی درون و بیرون سلولی به منظور به حداقل رساندن صدمات به سلول کنترل می کنند. 
4-    شناسایی روش های طراحی سیستم ها: شناسایی روش های طراحی و مدل سازی که با ستفاده از آن ها بدون استفاده از روش های آزمایش و خطا بتوان با طراحی آزمایش های دقیق تغییرات مطلوب را در سیستم های زیستی ایجاد کرد.