解析複雜的生命現象—系統生物學 - 科學月刊

系統生物學結合了計算和實驗方法來分析複雜的生物系統，主要著重在以系統的角度了解生物體內分子的功能和活性，是一門可以應用於探索各種生物學問題的 ... 網頁 首頁 科學月刊/科技報導新網站 科學月刊粉絲專頁 2016年5月31日 解析複雜的生命現象—系統生物學 作者／阮雪芬（國立臺灣大學生命科學系、分子與細胞生物學研究所、生醫電子與資訊學研究所、基因體與系統生物學位學程教授）、黃宣誠（國立陽明大學生物醫學資訊所教授兼所長。

） 系統生物學結合了計算和實驗方法來分析複雜的生物系統，主要著重在以系統的角度了解生物體內分子的功能和活性，是一門可以應用於探索各種生物學問題的研究方法。

這種整體論的研究方法加速了生化路徑、調控網路或疾病治療的研究進程。

隨著高通量實驗技術的進步（如基因表現、蛋白體或代謝體技術），系統生物學成為不可或缺的學問。

為了分析整合生物高通量實驗的數據資料，科學家發展出許多計算或數學模擬工具，便於我們建立生物調控網路，或對於細胞行為有更深入的了解。

從體學獲得大量資訊 體學是一個研究生物體內各種分子或化合物的總稱，包含了基因體、轉錄體、蛋白體和代謝體等。

第一筆人類基因體數據是由國際人類基因體定序聯盟（TheInternationalHumanGenomeSequencingConsortium）和塞萊拉基因體公司（CeleraGenomics）於2001年首次發布。

這些資料可用於研究各種人類疾病基因體，當中包括癌症基因體。

基因體學包括研究及分析個別基因遺傳特徵的DNA序列資訊。

在早期，桑格DNA定序法是20世紀的重要技術（桑格在1980年獲得諾貝爾化學獎），隨著業界對於次世代定序（Nextgenerationsequencing,NGS）技術的提升和發展，各種定序機器加速了定序的進步與普及，使得科學家能夠快速研究DNA組成，並找到新的遺傳變異序列，進而解析各種物種的基因體。

轉錄體是各種轉錄分子的集合詞，它包括了訊息核糖核酸（mRNA）和非編碼核糖核酸（noncodingRNA，包括微小核醣核酸和長鏈非編碼核醣核酸）。

訊息核糖核酸可以讓我們知道生物體內基因的表現程度與體內扮演的角色。

微小核醣核酸（miRNA）是由約21~23個核苷酸所組成的分子，它能夠使得訊息核糖核酸分解及抑制基因表現。

長鏈非編碼核醣核酸（longnoncodingRNA）是一群長度大於200個核苷酸的核醣核酸，早期被認為是一群「垃圾」分子或是假基因（pseudogene），最近有越來越多的發現顯示它也能調控其他基因的表現，引導基因或蛋白質到該去的地方，也有研究顯示它可以作為微小核醣核酸的「海綿」與微小核醣核酸共同調控基因的表現。

蛋白體是指所有蛋白質表現的集合詞，蛋白體學泛指研究蛋白質的表現、蛋白質間的交互作用，以及蛋白質後轉譯修飾作用。

蛋白質的表現可用定量質譜技術來獲得，使用質譜技術的研究方法包括仰賴膠體（gel-based）和無膠體（gel-free）的技術。

仰賴膠體方法需要先用膠體電泳（例如：一維或是二維膠體電泳）分離蛋白質，進而以質譜鑑定蛋白質分子。

因為膠體電泳分析有許多的缺點，如敏感度不高而難以檢測低表現的蛋白質，且過於偏酸、疏水、分子量太大或是太小的蛋白質也很難被偵測到，因此有了無膠體技術的產生。

無膠體技術有多種標記定量的方法，包括18^O穩定同位素標記法（stable-isotopelabeling）和代謝標記法（metaboliclabeling），如常見的SILAC（stableisotopiclabelingwithaminoacidsincellculture）。

除此之外還有不用標記的方法，純粹計算圖譜數量（spectralcounting）和譜峰強度（spectralpeakintensities）來估算各種蛋白質的多寡。

也可以用定量無膠體技術結合質譜分析，以釐清細胞或生物體內的蛋白質後轉譯修飾作用。

在生物體內，蛋白質後轉譯修飾作用有非常多種，包括磷酸化（phosphorylation）、乙醯化（acetylation）、糖基化（glycosyla-tion）、泛素化（ubiquitination）和SUMO化（SUMOylation）等，這些蛋白質後轉譯修飾作用提供調控蛋白質功能及命運的角色。

......【更詳細的內容請見科學月刊第558期】 於 12:06 張貼者 科學月刊／科技報導 分類： 06-生物, 06月號(558期)-生物大數據 較新的文章 較舊的文章 首頁 593期內頁試閱！ 站內搜尋 科月檔案櫃 科月檔案櫃 六月2019(1) 五月2019(1) 四月2019(23) 三月2019(22) 二月2019(25) 一月2019(23) 十二月2018(27) 十一月2018(24) 十月2018(24) 九月2018(22) 八月2018(24) 七月2018(25) 六月2018(23) 五月2018(22) 四月2018(26) 三月2018(18) 二月2018(21) 一月2018(25) 十二月2017(23) 十一月2017(25) 十月2017(21) 九月2017(23) 八月2017(24) 七月2017(26) 六月2017(41) 五月2017(1) 四月2017(24) 三月2017(24) 二月2017(24) 一月2017(28) 十二月2016(12) 十一月2016(23) 十月2016(30) 九月2016(21) 八月2016(38) 七月2016(27) 六月2016(2) 五月2016(39) 四月2016(16) 三月2016(21) 二月2016(25) 一月2016(22) 十二月2015(22) 十一月2015(19) 十月2015(19) 九月2015(24) 八月2015(18) 七月2015(22) 六月2015(3) 五月2015(37) 四月2015(20) 三月2015(22) 二月2015(22) 一月2015(8) 十二月2014(37) 十一月2014(19) 十月2014(1) 九月2014(27) 八月2014(16) 七月2014(17) 六月2014(20) 五月2014(19) 四月2014(17) 三月2014(37) 二月2014(1) 一月2014(32) 十二月2013(16) 十一月2013(21) 十月2013(21) 九月2013(20) 八月2013(20) 七月2013(19) 六月2013(19) 五月2013(19) 四月2013(19) 三月2013(14) 二月2013(1) 一月2013(1) 十二月2012(2) 十一月2012(2) 十月2012(2) 九月2012(1) 八月2012(5) 六月2012(2) 五月2012(1) 四月2012(1) 三月2012(1) 二月2012(1) 十二月2011(19) 九月2011(2) 八月2011(7) 七月2011(8) 六月2011(1) 五月2011(13) 四月2011(25) 三月2011(2) 二月2011(2) 一月2011(9) 十二月2010(19) 十一月2010(21) 十月2010(27) 九月2010(21) 八月2010(19) 七月2010(23) 六月2010(20) 五月2010(30) 四月2010(17) 三月2010(24) 二月2010(20) 一月2010(14) 十二月2009(18) 十一月2009(24) 十月2009(15) 九月2009(27) 八月2009(27) 七月2009(24) 六月2009(23) 五月2009(24) 四月2009(15) 三月2009(18) 二月2009(23) 一月2009(21) 十二月2008(17) 十一月2008(2) 十月2008(1) 九月2008(2) 八月2008(1) 七月2008(1) 六月2008(3) 十二月2002(1) 十二月2000(1) 一月1977(1) 文章分類 00-專輯目錄 01-科學評論 02-科學新聞 03-編輯手記 04-數學 05-物理 06-生物 07-化學 08-地科 09-光譜 10-生化 11-科教 12-科技 13-科學史 14-專訪 15-書評 16-閱讀推薦 17-活動 18-大家談 19-勘誤 20-其它 21-非‧關科學 22-回顧 2019專輯 01月號(589期)-啟動心智秘境 02月號(590)-豬的時代 03月號(591期)-臺灣古生物 04月號(592期)-高樓．映像 05月號(593期)-伴．毛小孩 2018專輯 01月號(577期)-氣象預報 02月號(578)-重力波 03月號(579期)-生物辨識 04月號(580期)-AI人工智慧時代來臨 05月號(581)-看見聲音的景色 06月號(582期)-滋容養顏兩三事 07月號(583期)-藥品包裝 08月號(584期)-食蟲 09月號(585期)-大麻 10月號(586期)-科幻 11月號(587期)-啤酒生活 12月號(588期)-諾貝爾獎特別報導 2017專輯 01月號(565期)-薄膜分離技術 02月號(566)-錄音工程 03月號(567期)-電影技術 04月號(568)-描繪世界的方法 05月號(569)-不只是科學少數女性關鍵力 06月號(570期)-南海科學 07月號（571期）-資料科學 08月號(572期)-蝦 09月號(573期)-藻礁 10月號(574期)-音樂心理 11月號(575期)-區塊鍊與比特幣 12月號(576期)-諾貝爾獎特別報導 2016專輯 01月號(553期)-幾丁質大革命 02月號(554期)-綠色溶劑 03月號(555期)-實驗動物 04月號(556期)-氣象觀測 05月號(557期)-福衛五號上陣 06月號(558期)-生物大數據 07月號(559期)-直擊大腦的神祕宇宙！ 08月號(560期)-新世代女科青 09月號(561期-)基因開關 10月號(562期)-地震新情報 11月號(563期)-真實生物X寶可夢 12月號(564期)-諾貝爾獎特別報導 2015專輯 01月號(541期)-法布爾的昆蟲世界 02月號(542期)-森林新思維 03月號(543期)-影像世界中的巧妙數學 04月號(544期)-濕地大探索 05月號(545期)-光科學年代 06月號(546期)-全球暖化海洋遇難 07月號(547期)-重返土壤 08月號(548期)-廣義相對論百年 09月號(549期)-癌症免疫療法 10月號(550期)-莫斯利與原子序 11月號(551期)-布爾代數 12月號(552期)-諾貝爾獎特別報導 2014專輯 01月號(529期)-再生醫學 02月號(530期)-汽車科技 03月號(531期)-臺灣的科學傳播:現在和未來 04月號(532期)-產能與節能的新觀念 05月號(533期)-科學、數學，動手玩 06月號(534期)-物聯網 07月號(535期)-鑑識科學 08月號(536期)-微機電系統的應用 09月號(537期)-張昭鼎紀念研討會:網路與科普 10月號(538期)-意猶未盡的急速:4G 11月號(539期)-結晶學百年解密 12月號(540期)-諾貝爾獎特別報導 facebook 追蹤者 本站流量 網站啟事 於版權問題如有任何疑慮，請洽編輯部。

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