学特征。 凡是实验科学都有这样一种特征:人为地设定某种或某些条件去作用于被实验的对 象,从而达到实验的目的。这种对实验对象的人为影响就是干涉。传统生物学采用非干涉 方法如形态观察或分类研究生物体。20世纪形成的分子生物学等实验生物学的特点就是, 科学家可以在实验室内利用各种手段干涉生物学材料,如通过诱导基因突变或修饰蛋白 质,由此研究其性质和功能。系统生物学同样也是一门实验性科学,也离不开干涉这一重 要的工具 系统生物学中干涉的特点有 首先,干涉应该是有系统性的。例如人为诱导基因突变,过去大多是随机的;而在进 行系统生物学研究时,应该采用的是定向的突变技术 其次,系统生物学需要高通量的干涉能力,如髙通量的遗传变异。现有技术已经能做 到在短时间内,把酵母的全部6000多个基因逐一进行突变。对于较为复杂的多细胞生物, 可以通过RNA干涉新技术来实现大规模的基因定向突变。 需要注意的是,以测定基因组全序列或全部蛋白质组成的基因组研究或蛋白质组研究 等“规模型大科学”,并不属于经典的实验科学。这类工作中并不需要干涉,其目标只是把 系统的全部元素测定清楚,以便得到一个含有所有信息的数据库。胡德把这种类型的研究 称为“发现的科学”,而把上述依赖于干涉的实验科学称为“假设驱动的科学”,因为选择干 涉就是在做出假设。系统生物学不同于一般的实验生物学就在于,它既需要“发现的科学” 也需要“假设驱动的科学”。首先要选择一种条件(千涉),然后利用“发现的科学”的方法, 对系统在该条件下的所有元素进行测定和分析;在此基础上做出新的假设,然后再利用“发 现的科学ˆ研究手段进行新硏究。这两种不同研究策略和方法的互动和整合,是系统生物 学成功的保证。 在注重这两类研究手段的同时,不应该忽略系统生物学的另一个特点—对理论的依 赖和建立模型的需求。建模过程贯穿在系统生物学硏究的每一个阶段。离开了数学和计算 机科学,就不会有系统生物学。 系统生物学研究在破译生命密码和应用方面都取得了较大进展。啤酒酵母是人类基因 组计划中的一种模式生物,模式生物的系统生物学研究将推动更复杂系统的研究,加速由 生命密码到生命的研究进程。 系统生物学使生命科学由描述式的科学转变为定量描述和预测的科学,已在预测医 学、预防医学和个性化医学中得到应用,如用代谢组学的生物指纹预测冠心病人的危险程 度和肿瘤的诊断和治疗过程的监控;用基因多态性图谱预测病人对药物的应答,包括毒副 作用和疗效。表型组学的细胞芯片和代谢组学的生物指纹将广泛用于新药的发现和开发, 使新药的发现过程由高通量逐步发展为高内涵,以降低居髙不下的新药硏发投入。美国能 源部2002年启动了21世纪系统生物学技术平台,以推动环境生物技术和能源生物技术 产业的发展。系统生物学将不仅推动生命科学和生物技术的发展,而且对整个国民经济 社会和人类本身产生重大和深远的影响。学特征。 凡是实验科学都有这样一种特征：人为地设定某种或某些条件去作用于被实验的对 象，从而达到实验的目的。这种对实验对象的人为影响就是干涉。传统生物学采用非干涉 方法如形态观察或分类研究生物体。20 世纪形成的分子生物学等实验生物学的特点就是， 科学家可以在实验室内利用各种手段干涉生物学材料，如通过诱导基因突变或修饰蛋白 质，由此研究其性质和功能。系统生物学同样也是一门实验性科学，也离不开干涉这一重 要的工具。 系统生物学中干涉的特点有： 首先，干涉应该是有系统性的。例如人为诱导基因突变，过去大多是随机的；而在进 行系统生物学研究时，应该采用的是定向的突变技术。 其次，系统生物学需要高通量的干涉能力，如高通量的遗传变异。现有技术已经能做 到在短时间内，把酵母的全部 6000 多个基因逐一进行突变。对于较为复杂的多细胞生物， 可以通过 RNA 干涉新技术来实现大规模的基因定向突变。 需要注意的是，以测定基因组全序列或全部蛋白质组成的基因组研究或蛋白质组研究 等“规模型大科学”，并不属于经典的实验科学。这类工作中并不需要干涉，其目标只是把 系统的全部元素测定清楚，以便得到一个含有所有信息的数据库。胡德把这种类型的研究 称为“发现的科学”，而把上述依赖于干涉的实验科学称为“假设驱动的科学”，因为选择干 涉就是在做出假设。系统生物学不同于一般的实验生物学就在于，它既需要“发现的科学”， 也需要“假设驱动的科学”。首先要选择一种条件（干涉），然后利用“发现的科学”的方法， 对系统在该条件下的所有元素进行测定和分析；在此基础上做出新的假设，然后再利用“发 现的科学”研究手段进行新研究。这两种不同研究策略和方法的互动和整合，是系统生物 学成功的保证。 在注重这两类研究手段的同时，不应该忽略系统生物学的另一个特点——对理论的依 赖和建立模型的需求。建模过程贯穿在系统生物学研究的每一个阶段。离开了数学和计算 机科学，就不会有系统生物学。 系统生物学研究在破译生命密码和应用方面都取得了较大进展。啤酒酵母是人类基因 组计划中的一种模式生物，模式生物的系统生物学研究将推动更复杂系统的研究，加速由 生命密码到生命的研究进程。 系统生物学使生命科学由描述式的科学转变为定量描述和预测的科学，已在预测医 学、预防医学和个性化医学中得到应用，如用代谢组学的生物指纹预测冠心病人的危险程 度和肿瘤的诊断和治疗过程的监控；用基因多态性图谱预测病人对药物的应答，包括毒副 作用和疗效。表型组学的细胞芯片和代谢组学的生物指纹将广泛用于新药的发现和开发， 使新药的发现过程由高通量逐步发展为高内涵，以降低居高不下的新药研发投入。美国能 源部 2002 年启动了 21 世纪系统生物学技术平台，以推动环境生物技术和能源生物技术 产业的发展。系统生物学将不仅推动生命科学和生物技术的发展，而且对整个国民经济、 社会和人类本身产生重大和深远的影响