基于筛选的新型药物开发方法

近年来,遗传化学和系统生物学的原理都已经关注于药物开发的过程,例如各公司在寻找作为潜在药物的来源以及其他感兴趣的商品化的化合物。本文介绍了一种新型的基于Darwinian筛选原理的平台。     

代谢网络结构与功能的Petri网分析

发展基因组尺度代谢网络模型的模拟和分析方法有助于学习这些网络的结构与功能关系,是当前计算系统生物学领域的一个重要研究主题。由于具备严格的数学描述,直观的图形表达,外加存在众多的算法和工具,Petri网可能成为代谢网络模拟和分析的有力工具。应用位置/变迁网来分析代谢网络的结构与功能特征,首先建立了巴斯德毕赤酵母代谢的Petri网模型,随后计算了该模型中的P、T不变量,并讨论了它们的生物学意义。     

资讯

行业食品安全法实施条例公布实施本刊讯(实习记者赵玉洁)2009年7月20日,国务院公布食品安全法实施条例,该条例从落实企业责任、强化各部门监管、增强制度可操作性三个方面保证食品安全法严格实施。条     

基因调控网络的控制:机遇与挑战

众所周知,基因调控网络（Genetic regulatory networks,GRNs）是一类基本且重要的生物网络.基因调控网络可以通过输入、噪声、参数以及正负反馈等进行功能的鲁棒性调节与控制.本文首先简要回顾了基因调控网络控制方面的若干研究进展,然后提出了一些与控制相关的基因调控网络的基本科学问题.基因调控网络的控制以生命科学为背景,以控制理论为理论基础.过去几十年,控制论的基本思想与方法逐步渗透到基因调控网络的研究中.同时,来源于生命科学的控制问题也为我们提出了新的机遇与挑战.基因调控网络的控制对生命科学中困扰人类的基本问题,如延长寿命、治愈癌症、糖尿病等顽疾有着非常重要的现实意义.此外,基因调控网络控制研究对合成生物学、网络医学、个性化医学等相关学科的发展具有潜在的应用价值.     

组学技术与果蔬采后质量和安全控制

果蔬可以提供营养, 有利于人类健康, 而果蔬的后熟及其与环境的相互作用会影响果蔬采后的质量和安全。对果蔬生物学过程的了解和掌握是减少果蔬采后损失和保障果蔬采后质量和安全的关键。在过去的10多年, 基于组学技术的系统生物学在了解果蔬后熟及其与环境相互作用的分子机制方面得到了越来越多的应用。本文对此做了细致的总结, 指出了存在的不足, 并提出了未来的发展方向。     

用约束法研究大肠杆菌代谢网络的核心模型

随着可用的基因组水平代谢网络越来越多,计算方法在这些网络的分析中越来越重要.约束建模法只需少量参数即可建立模型,备受代谢网络分析的重视.本文借助COBRA工具箱,采用约束建模法对1个含137个基因,72个代谢物和95个代谢反应的大肠杆菌代谢网络核心模型进行分析,主要包括:计算其最优生长率,模拟动态生长情况,并做鲁棒性、基因删除、通量可变性以及统一随机取样等有关约束的分析.本研究提供了对大肠杆菌代谢网络核心模型进行约束建模分析的1个框架.     

非线性规划在生物代谢仿真过程中的应用

随着系统生物学研究的不断深入,生物过程网络的规模逐步拓展,其模型的复杂程度也越来越高,数值积分等常规方法很难求解生物代谢网络这类大规模复杂动态系统,客观上需要新的分析方法去应对。针对典型的酿酒酵母糖酵解途径的动态模型,首先利用Matlab进行常规的数值积分求解,以此作为参照,提出将糖酵解的动态模型离散化后利用非线性规划解题器IPOPT进行动态仿真的思路,采用不同的离散步长,计算得到不同的仿真结果。计算结果显示,通过调整计算参数,IPOPT可得到与参照一致的仿真结果,这表明非线性规划可作为分析优化生物过程这类大规模复杂动态系统的新方法,为下一步进行模型参数估计、多目标动态优化等打下基础。     

酿酒酵母代谢过程的振荡分析

振荡现象是生物的固有特征,在不同生物动态过程中都起着重要作用。为探究生物代谢过程中振荡产生的条件,以典型的酿酒酵母发酵生产乙醇过程为研究对象,采用函数连续性分析方法对其数学模型进行深入研究。首先对系统进行仿真,结合相图确认该过程存在等幅持续振荡现象（极限环振荡）;以此为切入点,利用分叉分析方法考察模型参数对系统振荡现象的影响;最后根据结果分析系统产生振荡现象的条件。结果显示,该代谢途径中各步反应均有参数会对系统的振荡现象产生影响,得出产生极限环振荡的参数范围,同时根据结果分析,为今后抑制振荡或利用振荡有利特性提供指导。     

系统生物学技术在氨基酸生产菌种改良中的应用

氨基酸是蛋白质的基本组成单位,广泛应用于医药、食品、添加剂、化妆品、科学研究等领域。氨基酸发酵是当今的主要氨基酸生产方式．而如何构建优良的菌种是氨基酸发酵所面临的核心挑战之一。基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等技术的出现及快速发展,为氨基酸生产菌种的选育和代谢控制提供了新的机遇。本文综述了以多组学技术为核心的系统生物学技术及其在氨基酸生产菌种改良上的应用,并讨论了其发展前景。     

“4S”途径生物脱硫菌的研究进展

与传统的加氢脱硫方法相比,采用"4S"专一途径微生物脱除油品中的硫具有成本和操作费用低、反应条件温和、效率高、无需加氢、低碳排放等优势。文章综述了常见生物脱硫菌、近年来生物脱硫微生物的代谢工程研究情况,并对"4S"专一途径脱硫菌的研究方向,即系统生物学和合成生物学,进行了展望。