系统生物学与信息整合

包含飞翻译整理上海中医药大学中医药信息学-标准化研究室200032系统生物学与信息整合利用蛋白质-蛋白质相互作用的数据，蛋白质配偶的特性来分类蛋白质对2709种公开发表的酵母菌Saccharomycescerevisiae的蛋白质之间的相互作用进行综合分析，建立了1538种蛋白质之间的2358种相互作用的统一的大型网络。根据蛋白质的相互作用的配偶的已知功能把2709种可能的功能判归给蛋白质。此方法正确地为72%的1393种有不止一个已知功能的配对者的特征化蛋白质推测了一个功能种类，也用来推测364种以前的未特征化的蛋白质的功能。通过这种方法，网络能准确的推测72%的至少带有一个特征性配对者的1393种特征性蛋白质。蛋白质从蛋白质相互作用推测Marcotte等人的推测YNR053CRNA处理/修饰(5/5)转录,细胞组建,核组建,RNA接合(5/5)mRNA转录,mRNA接合(e:3,p:1)BIR1细胞周期控制(2/4)-CNS1细胞张力(2/3)，蛋白质折叠(2/3)细胞组建,核组建(p:33)YGL161C小泡运输(2/3)，细胞膜融合(2/3)-YIP3小泡运输(3/3)-YMR322C细胞张力(3/3)-YPR105C小泡运输(2/3)-AIP2细胞极性(2/2)细胞组建,碳水化合物利用,碳水化合物代谢,新陈代谢,发酵;能量(e:2,p:4)DUO1有丝分裂(2/4)-EBS1碳水化合物新陈代谢(2/5)-表1从蛋白质-蛋白质相互作用预测蛋白质功能与用结合算法（combinedalgorithm）预测蛋白质功能的比较FPR4蛋白质合成(2/3)细胞组建，转录，核组建(e:1,two:2)GIP2有丝分裂(2/2)-ISA1蛋白质合成(2/2)氮硫利用,代谢,氮硫代谢(p:2)RDI1细胞极性(2/3)G-蛋白质(e:1)SMY2RNA接合(2/2)转录;细胞组建,mRNA接合,核组建，mRNA转录(e:1)YDR100w小泡运输(2/2),细胞质融合(2/2)-YEL015WRNA处理/修饰(2/6)转录;细胞组建,mRNA接合核组建,mRNA转录(e:1)YER079W信号传导(2/2)-YGL096WRNA处理/修饰(2/2),RNA接合(2/2)转录;细胞组建,mRNA接合核组建,mRNA转录(e:1)YJL019W染色质/染色体结构(2/2)-YKR030W小泡运输(2/2)-YLR128W细胞极性(2/4)-YLR128W细胞极性(2/4)-YLR269CRNA处理/修饰(2/2),RNA接合(2/2)-YLR368W蛋白质衰变(2/5),氨基酸新陈代谢(2/5)-细胞周期控制(2/5)YLR435W蛋白质合成(2/2)-YLR456WRNA处理/修饰(2/4)RNA处理/修饰,mRNA转录,mRNA处理(e:1)YNL311C氨基酸新陈代谢(2/2)-YPL105CRNA接合(2/2)-a根据蛋白质相互作用推测仅列出与两个或两个以上的已知功能的相互作用配偶的蛋白质，括号内的数字为某一功能的相邻蛋白质数/已知功能的相互作用的配偶蛋白质数。蛋白质相互作用推测根据YPD分类。b有关完整的数据,见附表2。c表中Marcotte等的推测只包括”高质量推测”,括号内指出推测的方法(e为实验证据;p为种系发生轮廓（phylogeneticprofile）;两个或以上方法;数字指链接的数量,具体内容见Marcotte等[22],相同或相似的推测用斜体表示。Marcotte‘s预测用MIPS术语表示(2000NatureAmericaInc.)酵母双杂交技术[Gal4的DB--Gal4的AD]—→报道基因(reportergene)[Gal4的DB-Snf1---Snf2-Gal4的AD]—→报道基因(reportergene)图***“-”：结合作用，“---”：相互作用，“—→”：激活基因的转录与表达作用。转化了Snf1融合表达载体和Snf2融合表达载体[Gal4的DB-Snf1---Snf2-Gal4的AD]—→报道基因(LacZ)表达β-半乳糖苷酶图***“-”：结合作用，“---”：相互作用，“—→”：激活基因的转录与表达作用，“”把基因被整合到酵母染色体上；“∧”：为…上游调控区。{[上游调控区引入GAL1序列]^LacZ}酵母染色体URA3位GAL1序列受Gal4蛋白调控酵母的GAL4基因和GAL80基因(Gal80是Gal4的负调控因子)被缺失（1）“父亲”BD与“母亲”AD感情危机；（2）“父亲”BD与“母亲”AD不愿直接沟通；（3）“父亲”BD与“儿子”Snf1在同一载体，“母亲”AD与“女儿”Snf2在同一载体；（4）通过姐妹之亲情重新结合为家庭：“父亲”BD-“儿子”Snf1--“女儿”Snf2-“母亲”AD，再次发挥家庭功能（报告蛋白质）。上海中医药大学的医学知识整合研究我们人类把关于人体的科学分为量子生物学、分子生物学、生物物理学、生物化学、细胞学、组织学、解剖学、生理学、免疫学、遗传学……大自然并没有这样做，大自然把一切都有条不紊地融为一体，把无数机制、无数元素（我们将不断地越来越多把它们细分）联成一个完美的网络。因此，我们试图把所有的生物医学知识重新连接或整合起来也许是顺从了大自然的意志。提出医学知识整合问题，一方面出于我们对世界的整体性本质的理解，出于对人类认知事业的自然归结的理解，即对人类认知活动的本义的理解。令人担忧的是这种整体性本质在当今崇尚“拆零”的还原论者眼中已不复存在。另一方面出于一种责任，试图提醒人们在医学知识中就事论事地或在越来越狭窄的领域中理解和考虑问题是远远不够的。提醒人们应该时刻以整合的眼光来看生命系统，提醒人们这么一个事实，即对生命系统的了解我们也许仅仅相当于一个小学生。医学知识整合研究可谓“生逢其时”。我们知道，人类基因组工程对人类基因组全体基因的测序刚完成不久。作为人类科学史上一个伟大工程，人类基因组工程对生命科学作出了莫大贡献。但有人借此而提出的“一个基因一个病”这种极端还原论观点却受到了严重挫折。但从另一方面，这一挫折却使科学家们更清醒地认识到，由一个一个基因、一个一个蛋白质（或酶）提供给我们的信息和理解是有限的，我们必须从众多基因众多蛋白质之间的复杂的关系（网）中寻找关于生命和疾病的真谛。于是形形式式的生物调节网络、蛋白质网络、“蛋白质网络整合”、“药物本体整合”、“生物化反应网络”、“多个独立研究的医学证据统计学整合”(指循证医学的meta-分析)等新的生物医学整合研究不断涌现、层出不穷。有朋自远方来，不亦乐乎仅在短短的十多年前，即上一世纪80年代末，当时笔者提出医学知识模拟、运算和整合新研究时，很有形单影只之感，处境相当孤独，为寻找单词“整合”的英文对应词“integration”也化了不少功夫。因为当时“整合”一词在科学领域中还是相当冷僻的词。然而弹指之间，“整合”之花已跃然成势。1.BaoH.F.:ThestructurecharacteristicsofthenewresearchQMSOCanditsrelevantoperators,JTongjiMedUniv,1989,9(4):235-2382.BaoH.F.:QuantitativeandComputerizedMedicine--NewresearchQMSOC(I),TheproceedingoftheFirstConferenceoftheFrontierforLifeSciencesonCentral-southChina,1989,211-2163.BaoH.F.:Thequantitativeintegrationofbiomedicalinformationbycomputer--NewresearchQMSOC(II),TheProceedingoftheFirstConferenceoftheFrontierforLifeSciencesinCentral-southChina,1989,216-2224.BaoH.F.:ThenewfunctionsofQuantitativelyMedicineSimulatingandOperatingbyComputer-NewresearchQMSOC(III),1990,JTongjiMed.Univ,10(1):52-565.BaoH.F.,GengJ.H.andSuZ.F.:PansystemsMethodology(PM)andanewresearchonlarge-scaleintegrationofbiomedicine—AnintroductionofQMSOCanditsrecentprogresses,ActaofJiansuIndustrialCollege,JournalofJiangsuInstituteofTechnology,1991,4(2):69-756.BaoH.F.,NiX.W.,LouS.:IntegratableRelationizedMedicalElectronicBook(IRMEB)---AnExplorationofAnNewTypeofIntellegentKnowledgeMediumUndertheInfluenceofPansystemsTheory.AdvancesinSystemsScienceandApplications(InaugurationIssue)1995,p304-3097.BaoH.F.:HCSL:AHuman-ComputerCommonlyUnderstandableandCommunicatableMedicalLanguage,《ProceedingsofTheFirstChina-Japan-KoreaJointSymposiumonMedicalInformatics(CJKMI'99)》,p177-181,19998.BaoH.F.:TheResearchontheInformaticsAttributesofMedicalData,InformationandKnowledge(Ⅰ),ChineseJournalofMedicalTreatment,2(1):4-8,2003记关于复杂科学报告分维结构套结构，混沌变幻复变幻，长江滔滔有湍流，江山代代出才人。——祝大家成为一个对初态敏感的、具有高维空间思维的、混沌的科学家和医生！2003年3月26日