GenomicsandProteomicofHumanDiseases(I)1962年，Watson和Crick因?yàn)樵?953年提出DNA的反向平行雙螺旋模型而與Wilkins共獲Noble生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，后者通過(guò)X射線衍射證實(shí)了Watson-Crick模型。Watson和Crick所提出的脫氧核糖酸雙螺旋模型，為充分揭示遺傳信息的傳遞規(guī)律鋪平了道路。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962：fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial.

Wilkins通過(guò)對(duì)DNA分子的X射線衍射研究證實(shí)了該模型。RosalindE.Franklin1920-1958OnFeb.28,1953,FrancisCrickwalkedintotheEaglepubinCambridge,England,and,asJamesWatsonlaterrecalled,announcedthat"wehadfoundthesecretoflife."Actually,theyhad.Thatmorning,WatsonandCrickhadfiguredoutthestructureofdeoxyribonucleicacid,DNA.Andthatstructure—a"doublehelix"thatcan"unzip"tomakecopiesofitself—confirmedsuspicionsthatDNAcarrieslife'shereditaryinformation.科學(xué)研究：主體對(duì)客體的認(rèn)識(shí)過(guò)程。海森堡，德國(guó)著名物理學(xué)家，量子力學(xué)創(chuàng)立人。1925年提出量子力學(xué)學(xué)說(shuō)；1932年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)?！拔覀兯^察到的并不是自然本身，而是用我們提問(wèn)的方式所揭示的‘自然’”。－－WernerHeisenberg

WernerHeisenberg，1901－1976分析整體背景認(rèn)知對(duì)象（客體）客體N個(gè)約束孤立、分隔客觀化分析固定（N-1）變1改變｝規(guī)律從整體中孤立出來(lái)的局部≠整體中的同一局部；客觀化：投上了認(rèn)知主體陰影的客體被主體改造了的客體生命是什么？還原論：生命遵循基本的物理和化學(xué)規(guī)律分子生物學(xué)生命的本質(zhì)復(fù)雜性科學(xué)：生命涉及網(wǎng)絡(luò)、層次、非線性系統(tǒng)生物學(xué)生命體復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)開放性：生命體環(huán)境。物質(zhì)、能量、信息非線性：相互作用。復(fù)雜性：多組元、多尺度；跨尺度、跨層次；相互作用。

整體大于局部之和。多層次：

8~10個(gè)層次（群體）、機(jī)體、系統(tǒng)、組織、器官、細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、分子器件（MolecularMachine）、生物大分子、亞分子結(jié)構(gòu)功能域。開放性生命體*環(huán)境整體性適應(yīng)性原理(AdaptionPrinciple）

——生物學(xué)普適性原理“通過(guò)進(jìn)化存在于地球上的生物，一定具有與生存環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)和功能”；

——基因組：生物（物種）與環(huán)境相適應(yīng)的全部歷史記錄，存貯著生命體與其環(huán)境相適應(yīng)的全部可能性；

——基因表達(dá)調(diào)控是生命體內(nèi)、外環(huán)境協(xié)同作用的動(dòng)態(tài)選擇，而非唯基因組決定。非線性*多層次復(fù)雜性決定了：方法論：“局部決定于整體”/“整體大于局部之和”；認(rèn)識(shí)論：從系統(tǒng)整體中孤立出來(lái)的任一局部

整體中的同一局部；方法學(xué)：多組元（≥２）協(xié)同作用???多尺度相互作用???Inputoutput：內(nèi)部過(guò)程不唯一、不確定。“分子機(jī)制追求”還原DNA個(gè)體水平：細(xì)胞水平：分子水平：蛋白質(zhì)現(xiàn)代生物學(xué)家眼中的生命還原論—20世紀(jì)生命科學(xué)的主流GenesProteinsBiologicalFunction真實(shí)世界的生命基礎(chǔ)人類基因組18,000人類蛋白質(zhì)>100,000從人類基因組計(jì)劃到后基因組時(shí)代酵母的基因功能網(wǎng)絡(luò)后基因組時(shí)代的生命觀：復(fù)雜系統(tǒng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)后基因組時(shí)代的生命觀：復(fù)雜系統(tǒng)ProteincomplexSignalingnetwork生命機(jī)制專項(xiàng)計(jì)劃1：蛋白質(zhì)研究計(jì)劃2006DNA蛋白質(zhì)“生命是蛋白體的存在形式”

—恩格斯線性思維復(fù)雜性思維后基因組時(shí)代的生物學(xué)認(rèn)識(shí)論（1）整體觀局部觀后基因組時(shí)代的生物學(xué)方法論—

大規(guī)模平行分析—

分析與綜合相結(jié)合生命科學(xué)中的“小科學(xué)”認(rèn)識(shí)論目標(biāo)小方法論視野小基因克隆技術(shù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析技術(shù)生命科學(xué)中的“大科學(xué)”方法論視野大認(rèn)識(shí)論目標(biāo)大生命科學(xué)的第二次革命科學(xué)革命科學(xué)革命常規(guī)科學(xué)常規(guī)科學(xué)科學(xué)家對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)程度19501990中心法則的發(fā)現(xiàn)分子生物學(xué)的誕生系統(tǒng)生物學(xué)的誕生時(shí)間人類基因組計(jì)劃傳統(tǒng)生物科學(xué)（中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)）輸入輸出經(jīng)典生物實(shí)驗(yàn)科學(xué)輸入輸出A(基因/蛋白質(zhì))B(基因/蛋白質(zhì))系統(tǒng)生物學(xué)輸入輸出研究生命的新思維綜合性研究分析性研究分析+綜合研究系統(tǒng)生物學(xué)——21世紀(jì)的新科學(xué)1999年，人類基因組計(jì)劃的發(fā)起人之一，美國(guó)科學(xué)院院士萊諾伊·胡德(LeroyHood)提出了“系統(tǒng)生物學(xué)”的概念。他認(rèn)為“系統(tǒng)生物學(xué)將是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的核心驅(qū)動(dòng)力”。2000年創(chuàng)立了世界上第1個(gè)系統(tǒng)生物學(xué)研究所。系統(tǒng)生物學(xué)的提出系統(tǒng)生物學(xué)(SystemsBiology)的概念系統(tǒng)生物學(xué)是系統(tǒng)性地研究一個(gè)生物系統(tǒng)中所有組成成分（DNA、RNA、蛋白質(zhì)等）的構(gòu)成以及在特定條件下這些組分間的相互關(guān)系，并分析生物系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。系統(tǒng)生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)辨識(shí)：明確系統(tǒng)組分的內(nèi)涵和組分間的相互作用。2.系統(tǒng)行為分析：研究系統(tǒng)隨時(shí)間、空間改變而產(chǎn)生的行為。3.系統(tǒng)控制：建立一個(gè)控制生物學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的模型算法。4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)出在特定時(shí)空環(huán)境中最健康的系統(tǒng)模型。系統(tǒng)生物學(xué)的研究技術(shù)方法組學(xué)實(shí)驗(yàn)理論計(jì)算基因組轉(zhuǎn)錄組蛋白質(zhì)組相互作用組代謝組表型組數(shù)據(jù)整合模型構(gòu)建系統(tǒng)干涉合成生物學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)研究的兩大技術(shù)方法：組學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算系統(tǒng)生物學(xué)的研究流程干涉與整合模型驗(yàn)證與重復(fù)模型調(diào)整與修訂模型構(gòu)建系統(tǒng)生物學(xué)的基本工作環(huán)節(jié)選擇可控生物系統(tǒng)定性和定量的測(cè)量計(jì)算和數(shù)學(xué)建模系統(tǒng)生物學(xué)的研究特點(diǎn)整合是系統(tǒng)生物學(xué)研究的主要靈魂層次間整合、研究思路整合和研究方法整合干涉是系統(tǒng)生物學(xué)的鑰匙

系統(tǒng)性和高通量是系統(tǒng)生物學(xué)干涉的兩大特點(diǎn)信息是系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)

系統(tǒng)生物學(xué)就是要研究并揭示這種信息的運(yùn)行規(guī)律系統(tǒng)生物學(xué)的特點(diǎn)：系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素（基因、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等等）的整合;從基因到細(xì)胞、到組織、到個(gè)體的各個(gè)層次的整合;研究思路和方法的整合;學(xué)科的整合（“干”-“濕”整合）.1.整合研究對(duì)象：各種層次的整合研究策略：實(shí)驗(yàn)科學(xué)與理論科學(xué)的整合系統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)科學(xué)分子生物學(xué)細(xì)胞生物學(xué)基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)······理論科學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算科學(xué)信息科學(xué)理論物理學(xué)······系統(tǒng)生物學(xué)1，2，3，n

組學(xué)（發(fā)現(xiàn)的科學(xué)）基因（蛋白質(zhì)）基因克隆

基因表達(dá)

基因突變

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)相互作用

酶活力

實(shí)驗(yàn)生物科學(xué)（假設(shè)驅(qū)動(dòng)的科學(xué)）研究策略：小科學(xué)與大科學(xué)的整合GenomeTranscriptomeProteomeCitricacidcycleMetabolome研究對(duì)象：各種生物分子的整合前分子生物學(xué)時(shí)代生命是活力分子生物學(xué)時(shí)代生命是機(jī)器后基因組時(shí)代生命是信息系統(tǒng)生物學(xué)的特點(diǎn)：2.信息ComputingBiologicalComplexityTeraflpos=1012—系統(tǒng)生物學(xué)：系統(tǒng)地、定向地、高通量的進(jìn)行干涉（Perturbation).系統(tǒng)生物學(xué)的特點(diǎn)：3.干涉（141TF)Futurepotentialforperturbation-basedgenenetworkidentificationstrategies.系統(tǒng)生物學(xué)(SystemsBiology)系統(tǒng)生物學(xué)的應(yīng)用從基因到生命計(jì)劃（genomestolife,GTL）

生理人計(jì)劃（humanphysiomeproject，HPP）

在3P醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用預(yù)測(cè)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和個(gè)體化醫(yī)學(xué)復(fù)雜疾病的系統(tǒng)生物學(xué)腫瘤標(biāo)志物（tumormarker，TM）是指腫瘤細(xì)胞所特有的或受腫瘤細(xì)胞刺激后宿主細(xì)胞產(chǎn)生的一類特異物質(zhì)。篩選合適的、有價(jià)值的腫瘤特異性標(biāo)志物對(duì)腫瘤的早期診斷和有效治療具有重要意義。一、腫瘤標(biāo)志物的篩選與檢測(cè)腫瘤相關(guān)蛋白生物芯片蛋白質(zhì)組學(xué)代謝組學(xué)……差異蛋白表達(dá)早期診斷組織體液組織代謝組學(xué)代謝組學(xué)代謝組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)生物芯片……相關(guān)蛋白組織相關(guān)蛋白組織相關(guān)蛋白體液組織相關(guān)蛋白相關(guān)蛋白組織相關(guān)蛋白體液組織相關(guān)蛋白腫瘤的生物學(xué)標(biāo)志SustainingproliferativeEnablingreplicativeimmortalityTumorpromotinginflammationActivatinginvasion&metastasisInducingangiogenesisDeregulatingcellularenergeticsGenomeinstability&mutationResistingcelldeathEvadinggrowthsuppressorsAvodingimmunedestruction腫瘤標(biāo)志物在腫瘤患者體內(nèi)的含量通常超過(guò)正常人，通過(guò)測(cè)定其含量，可輔助腫瘤診斷、分析病程與監(jiān)測(cè)預(yù)后。蛋白質(zhì)組學(xué)與代謝組學(xué)。腫瘤標(biāo)志物的篩選與驗(yàn)證1535peakshavebeendetected人血清中的代謝產(chǎn)物腫瘤標(biāo)志物的篩選與驗(yàn)證二、抗腫瘤藥物的研發(fā)抗腫瘤藥物靶向抗腫瘤藥物抗腫瘤藥物靶向藥物、基因與疾病之間的關(guān)系自下而上自上而下基于系統(tǒng)生物學(xué)的藥物研發(fā)平臺(tái)藥物基因疾病自下而上Top-downBottom-upConnectivityMapBioMapPhysioLabPlatform……人體虛擬狀態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)生物學(xué)方法在藥物研發(fā)中的思路對(duì)局限性實(shí)體瘤仍然必須采納以外科手術(shù)為主的治療方法；放射治療對(duì)局部腫瘤的效應(yīng)則為單位劑量的細(xì)胞指數(shù)殺滅；腫瘤化學(xué)治療，在治療局部性病灶上，化療有其不足的地方，但扮演著越來(lái)越重要的角色；腫瘤生物治療有著廣泛的前景

“理論的巨人、效果的矮子”。三、腫瘤的個(gè)體化治療K-ras基因突變對(duì)EGFR信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng)的影響K-ras已成為第一個(gè)結(jié)直腸癌靶向治療療效預(yù)測(cè)的重要分子標(biāo)志物，對(duì)該基因的突變檢測(cè)具有重要的療效預(yù)測(cè)價(jià)值。因此，在結(jié)腸癌診療指南中，已明確根據(jù)K-ras基因突變檢測(cè)結(jié)果來(lái)決定是否使用西妥昔單抗，使西妥昔單抗的應(yīng)用更具有選擇性和針對(duì)性。21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)PredictivePreventivePersonalized（預(yù)測(cè)）（預(yù)防）（個(gè)體化）PlatformforSystemsBiologyppm0123456789ComplexCellularSamplesbodyfluids,tissueDynamicsi.e.environmental+timeGeneProteinMetaboliteObjectiveistolinkgeneresponse,proteinactivity,metabolitedynamicstodiseaseandinterventionsQuantitativeComparisonsTargetsBiomarkersBioSystematicsTMgeneindexproteinindexmetaboliteindexUnderstandingfromSystemsBiologyDNARNAProteinCellTissueOrganIndividualGenomicsTranscriptomicsProteomicsMetabolomicsDifferentialProteomicsFunctionalProteomicsGeneSequences;SNPsmRNALevelsEntireProteinComplime