系统生物学研究方法

系统生物学是研究生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的科学。系统生物学主要包括基因组学、蛋白质组学、转录组学、代谢组学及元基因组学等，每种组学研究均有各自的特点和侧重。目前又出现了多组学联合研究的方法，已经成为系统生物学中常用的研究手段，不仅可了解生命体的基因组成特点，还可对其下游关联蛋白、代谢物等功能产物的表达进行针对性的分析。系统生物学可以代表一种单点（或多点）与生物的相互作用模式，这与中医药学的多靶点、整体观的思维有相似性，也与中医理论指导下用药规律具有相通性。中医药对疾病的干预属于一种动态的药物系统与人体系统的相互作用，与西医基于单一实体或单一靶点的作用不同。系统生物学方法超越了靶向特异性和单分子药理学，涵盖了一个生物系统在分子、细胞和组织等多级多分子靶点上，因此，利用生物信息学分析，将改变不同实验水平的研究方式，解决此类问题。

系统生物学研究的主要内容为系统结构及相互作用、系统的动态特征、系统控制及规律和系统设计4个方面：

系统结构及相互作用：明确系统组分的内涵和组分间的相互作用，包括基因与信号转导、代谢通路相关的蛋白质相互作用的调控关系，有机体、细胞、细胞器、染色质以及其他组分的物理结构和组分所构成的网络拓扑关系。

系统的动态特征：研究系统随时间、空间改变而产生的行为。

系统控制及规律：应用来自系统结构和行为的研究结果建立一个控制生物学系统状态的模型算法。

系统设计：构建设计一个为治愈疾病提供方法指导的生物学系统。

系统生物学研究最基本的方法是组学实验和理论计算组学实验方法就是应用各种组学技术检测系统内所有成分，并通过干扰实验获得参与生命活动过程各种成分在各个层面的信息。理论计算方法就是通过数学、逻辑学和计算科学模拟的手段，对真实生物系统的还原，将组学实验方法获得的各种生物信息转换为数字化信息，变成不同学科的共同语言；进行归纳和数学建模，建立生物系统的理论模型，提出若干假设，然后对构建的模型进行验证和修正，进行全面系统的干扰整合。通过对系统进行人为扰动，不断获得信息变化与功能改变之间的相互关系，进而不断调整假设的理论模型，使之更加符合真实的生物系统。