中醫(yī)藥大學的研究 生物醫(yī)學知識整合論

1、包含飛包含飛 翻譯整理翻譯整理上海中醫(yī)藥大學上海中醫(yī)藥大學 中醫(yī)藥信息學中醫(yī)藥信息學- -標準化研究室標準化研究室200032200032系統(tǒng)生物學與信息整合系統(tǒng)生物學與信息整合 n利用蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的 數(shù)據(jù)，蛋白質(zhì)配偶的特性來分 類蛋白質(zhì) n對2709種公開發(fā)表的酵母菌 saccharomyces cerevisiae的蛋白質(zhì)之間的相互作用進行綜合分析，建立了 1538種蛋白質(zhì)之間的2358種相互作用的 統(tǒng)一的大型網(wǎng)絡(luò)。 n根據(jù)蛋白質(zhì)的相互作用的配偶的已知功能把2709種可能的功能判歸給蛋白質(zhì)。n此方法正確地為72%的1393種有不止一個已知功能的配對者的特征化蛋白質(zhì)推測了一個功能種

2、類，也用來推測364種以前的未特征化的蛋白質(zhì)的功能。 n通過這種方法，網(wǎng)絡(luò)能準確的推測72% 的至少帶有一個特征性配對者的1393種 特征性蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 從蛋白質(zhì)相互作用推測從蛋白質(zhì)相互作用推測 marcotte等人的推測等人的推測nynr053c rna處理處理/修飾修飾(5/5) 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄,細胞組建細胞組建,核組建核組建, rna接合接合(5/5) mrna轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄, mrna接合接合 (e: 3, p: 1) nbir1 細胞周期控制細胞周期控制(2/4) -ncns1 細胞張力細胞張力(2/3)，蛋白質(zhì)折疊，蛋白質(zhì)折疊(2/3) 細胞組建細胞組建,核組建核組建(p:33)ny

3、gl161c 小泡運輸小泡運輸(2/3)，細胞膜融合，細胞膜融合(2/3) -nyip3 小泡運輸小泡運輸(3/3) -nymr322c 細胞張力細胞張力(3/3) -nypr105c 小泡運輸小泡運輸(2/3) -naip2 細胞極性細胞極性(2/2) 細胞組建細胞組建, 碳水化合物利用碳水化合物利用, 碳水化合物代謝碳水化合物代謝, 新陳代謝新陳代謝, 發(fā)酵發(fā)酵; 能量能量(e:2,p:4) nduo1 有絲分裂有絲分裂(2/4) -nebs1 碳水化合物新陳代謝碳水化合物新陳代謝(2/5) -表1 從蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用預測蛋白質(zhì)功能與用結(jié)合算法（combined algorithm）

4、預測蛋白質(zhì)功能的比較 nfpr4 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成(2/3) 細胞組建，轉(zhuǎn)錄，核組建細胞組建，轉(zhuǎn)錄，核組建 (e:1,two:2)ngip2 有絲分裂有絲分裂(2/2) -nisa1 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成(2/2) 氮硫利用氮硫利用,代謝代謝,氮硫代謝氮硫代謝 (p:2)nrdi1 細胞極性細胞極性(2/3) g-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(e: 1)nsmy2 rna接合接合(2/2) 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄;細胞組建細胞組建, mrna接合接合, 核組建，核組建，mrna轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(e:1) nydr100w 小泡運輸小泡運輸(2/2),細胞質(zhì)融合細胞質(zhì)融合(2/2) -nyel015w rna處理處理/修飾修飾(

5、2/6) 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄;細胞組建細胞組建, mrna接合接合 核組建核組建, mrna轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (e: 1)nyer079w 信號傳導信號傳導(2/2) -nygl096w rna處理處理/修飾修飾(2/2),rna接合接合(2/2)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄;細胞組建細胞組建, mrna接合接合 核組建核組建, mrna轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (e: 1)nyjl019w 染色質(zhì)染色質(zhì)/染色體結(jié)構(gòu)染色體結(jié)構(gòu)(2/2) -nykr030w 小泡運輸小泡運輸(2/2) -nylr128w 細胞極性細胞極性(2/4) -nylr128w 細胞極性細胞極性(2/4) -nylr269c rna處理處理/修飾修飾(2/2),rna接合接

6、合(2/2) -nylr368w 蛋白質(zhì)衰變蛋白質(zhì)衰變(2/5),氨基酸新陳代謝氨基酸新陳代謝(2/5) - 細胞周期控制細胞周期控制(2/5)nylr435w 蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成(2/2) -nylr456w rna處理處理/修飾修飾(2/4) rna 處理處理/修飾修飾, mrna 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄,mrna 處理處理(e: 1)nynl311c 氨基酸新陳代謝氨基酸新陳代謝(2/2) -nypl105c rna接合接合(2/2) -na根據(jù)蛋白質(zhì)相互作用推測僅列出與兩個或兩個以上的 已知功能的相互作用配偶的蛋白質(zhì)，括號內(nèi)的數(shù)字 為某一功能的相鄰蛋白質(zhì)數(shù)/已知功能的相互作用的 配偶蛋白質(zhì)數(shù)。蛋白

7、質(zhì)相互作用推測根據(jù)ypd分類。 nb有關(guān)完整的數(shù)據(jù),見附表2。 nc 表中marcotte等的推測只包括”高質(zhì)量推測”,括號內(nèi) 指出推測的方法(e為實驗證據(jù);p為種系發(fā)生輪廓 （phylogenetic profile）;兩個或以上方法;數(shù)字指鏈 接的數(shù)量, 具體內(nèi)容見marcotte等22, 相同或相似的 推測用斜體表示。marcottes預測用mips術(shù)語表示 n(2000 nature america inc. http:/) n酵母雙雜交技術(shù) gal4的db - gal4的ad 報道基因(reporter gene) gal4的db -snf1-snf2- gal4的ad報道基因(re

8、porter gene)圖* “-”：結(jié)合作用，“-”：相互作用，“”：激 活基因的轉(zhuǎn)錄與表達作用。 轉(zhuǎn)化了snf1融合表達載體和snf2融合表達載體 gal4的db -snf1-snf2- gal4的ad報道基因(lacz)表達-半乳糖苷酶圖* “-”：結(jié)合作用，“-”：相互作用，“”：激 活基因的轉(zhuǎn)錄與表達作用，“”把基因被 整合到酵母染色體上；“”：為上游調(diào) 控區(qū)。 上游調(diào)控區(qū)引入gal1序列l(wèi)acz酵母染色體ura3位gal1序列受gal4蛋白調(diào)控 酵母的gal4基因和gal80基因(gal80是gal4的負調(diào)控因子)被缺失n（1）“父親”bd與“母親”ad感情危機； n（2）“父親”

9、bd與“母親”ad不愿直接溝 通； n（3）“父親”bd與“兒子”snf1在同一載體， “母親”ad與“女兒”snf2在同一載體； n（4）通過姐妹之親情重新結(jié)合為家庭： “父 親”bd-“兒子”snf1-“女兒”snf2-“母 親”ad，再次發(fā)揮家庭功能（報告蛋白 質(zhì)）。 上海中醫(yī)藥大學的醫(yī)學知識整合研究 n我們?nèi)祟惏殃P(guān)于人體的科學分為量子生物學、分子生物學、生物物理學、生物化學、細胞學、組織學、解剖學、生理學、免疫學、遺傳學大自然并沒有這樣做，大自然把一切都有條不紊地融為一體，把無數(shù)機制、無數(shù)元素（我們將不斷地越來越多把它們細分）聯(lián)成一個完美的網(wǎng)絡(luò)。n因此，我們試圖把所有的生物醫(yī)學知識重新

10、連接或整合起來也許是順從了大自然的意志。 n提出醫(yī)學知識整合問題，一方面出于我們對世界的整體性本質(zhì)的理解，出于對人類認知事業(yè)的自然歸結(jié)的理解，即對人類認知活動的本義的理解。令人擔憂的是這種整體性本質(zhì)在當今崇尚“拆零”的還原論者眼中已不復存在。n另一方面出于一種責任，試圖提醒人們在醫(yī)學知識中就事論事地或在越來越狹窄的領(lǐng)域中理解和考慮問題是遠遠不夠的。n提醒人們應(yīng)該時刻以整合的眼光來看生命系統(tǒng)，提醒人們這么一個事實，即對生命系統(tǒng)的了解我們也許僅僅相當于一個小學生。 n醫(yī)學知識整合研究可謂“生逢其時”。n我們知道，人類基因組工程對人類基因組全體基因的測序剛完成不久。n作為人類科學史上一個偉大工程，人

11、類基因組工程對生命科學作出了莫大貢獻。但有人借此而提出的“一個基因一個病”這種極端還原論觀點卻受到了嚴重挫折。n但從另一方面，這一挫折卻使科學家們更清醒地認識到，由一個一個基因、一個一個蛋白質(zhì)（或酶）提供給我們的信息和理解是有限的，我們必須從眾多基因眾多蛋白質(zhì)之間的復雜的關(guān)系（網(wǎng)）中尋找關(guān)于生命和疾病的真諦。n于是形形式式的生物調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)、蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、“蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)整合”、“藥物本體整合”、“生物化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”、“多個獨立研究的醫(yī)學證據(jù)統(tǒng)計學整合”(指循證醫(yī)學的meta-分析)等新的生物醫(yī)學整合研究不斷涌現(xiàn)、層出不窮。 有朋自遠方來，不亦樂乎 n僅在短短的十多年前，即上一世紀80年代末，當時筆者提出

12、醫(yī)學知識模擬、運算和整合新研究時，很有形單影只之感，處境相當孤獨，為尋找單詞“整合”的英文對應(yīng)詞“integration”也化了不少功夫。n因為當時“整合”一詞在科學領(lǐng)域中還是相當冷僻的詞。n然而彈指之間，“整合”之花已躍然成勢。 n1.bao h.f.: the structure characteristics of the new research qmsoc and its relevant operators, j tongji med univ, 1989, 9(4):235-238n2.bao h.f.: quantitative and computerized medicin

13、e-new research qmsoc(i), the proceeding of the first conference of the frontier for life sciences on central-south china, 1989, 211-216n3.bao h.f.: the quantitative integration of biomedical information by computer-new research qmsoc(ii), the proceeding of the first conference of the frontier for li

14、fe sciences in central-south china, 1989, 216-222n4.bao h.f.: the new functions of quantitatively medicine simulating and operating by computer-new research qmsoc(iii), 1990, j tongji med. univ, 10(1): 52-56n5.bao h.f., geng j.h. and su z.f.: pansystems methodology(pm) and a new research on large-sc

15、ale integration of biomedicinean introduction of qmsoc and its recent progresses , acta of jiansu industrial college, journal of jiangsu institute of technology, 1991, 4 (2): 69-75 n6.bao h.f.,ni x.w.,lou s.: integratable relationized medical electronic book (irmeb)- an exploration of an new type of

16、 intellegent knowledge medium under the influence of pansystems theory. advances in systems science and applications (inauguration issue) 1995,p304-309 n7.bao h.f.: hcsl:a human-computer commonly understandable and communicatable medical language, proceedings of the first china-japan-korea joint symposium on medical informatics(cjkmi99)