生物 / 生命科学

由于基因组学和蛋白质组学研究进展，促使人们进一步在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子之间的相互作用网络，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为——也就是通过系统生物学的研究从更高层次理解生物系统如何行使功能。

本书主要内容来源于作者Volkhard Helms教授在Saarland大学教授的研究生高级生物信息学课程，其主要内容涉及蛋白质相互作用的生物信息学研究和细胞网络的模拟。本书共有十一章，前两章是基本知识介绍，主要是关于数学的图论网络基本原理，基本算法，以及图论网络与生物网络之间的关系。第三章内容是如何利用生物信息学方法解释高通量生物实验获得的蛋白质相互作用数据，其中重点介绍了利用贝叶斯网络判断这些相互作用数据的可靠性。第四章进一步讲述如何利用图论的方法模拟蛋白质相互作用的拓扑结构图。第五章介绍如何利用布尔网络模型、 贝叶斯网络和微分方程来建立基因调控网络。第六章讲述利用数学方法定量分析代谢网络的拓扑特性。第七章介绍如何对细胞的生命现象随时间变化进行模拟、建立细胞过程的动力学模型。第八章介绍了利用生物计算的方法在解析大分子蛋白质复合体的结构和预测蛋白质对接（Docking），其中重点介绍了傅立叶变换在其中的应用。第九章则是讲述了蛋白质—蛋白质结合界面特征，以及运用信息学方法来预测蛋白质之间的结合。第十章简介了对不同类型细胞网络，例如基因调控网络、蛋白质相互作用网络和代谢网络，进行整合的尝试。第十一章是关于细胞网络研究的展望。

本书作为一本系统生物学方面的教科书，重点在于阐述建立细胞网络中所普遍应用的数学方法，指出解决问题的数学策略，而不是罗列关于某种模式生物功能网络的新近研究进展。书中每一章还提供了设计精巧的练习题和解题提示，并提供进一步了解相关内容的阅读资料。本书较好 地将数学方法和具体生物学问题相结合，适合于有志于从事系统生物学研究的同仁作为一本入门教材。本书的读者应当具有一定的分子生物学知识和基本的数学基础，有的章节具有一定难度，需要读者在阅读之前，对相关的背景内容有深入了解。

总之，通过本书所介绍的知识，我们将能深刻体会到数学方法和思维正在和即将对生物学研究的巨大推动作用。

书评者：杨啸林，讲师（中国医学科学院基础医学研究所，生物医学工程学系）

单细胞分析（Single Cell Analysis）是当代生物研究中的最新和十分关键性的技术之一。其技术基础涉及显微技术、分光镜术，直至近年来萌生的蛋白质组学（protemics）和微流体学（microUnidics），其应用范围几乎覆盖所有的生命科学分支。因此，单细胞分析技术是从事有关生命科学与医学的最有利的工具之一。

本书共分三部分，12章。主要内容有以下几个方面：1. 真核细胞中单分子荧光监测；2. 运用单细胞原子力显微镜术 （Single cell force microscopy）和单分子力分光镜术（Single molecule force Spectroscopy） 对细菌进行基因分类和基因调节的定量分析；3. 细胞冷冻电子断层照相术（Cryo-Electron Tomography，CET）；4. 单细胞蛋白质组学；5. 在微流体形式上进行单细胞蛋白质分析；6. 单细胞质谱分析；7. 定量系统生物学的单细胞分析；8. 单细胞光学延伸器（Optical stretcher）；9. 单细胞免疫学；10. 单个肿瘤细胞的分子特性分析；11. 单细胞异质性；12. 单个肿瘤细胞的基因组和转录件体分析。本书作者Dario Anselmetti为德国Bielefeld大学实验生物物理和应用纳米科学系主任。至今已发表有关单细胞生物物理学、单细胞分析、扫描探针方法、微液体和纳米流体学（nanofluidics）、系统纳米生物学（System nanotiology）等130余篇。值得一提的是，本书的姐妹专著还有《生命科学中的单分子动力学》（Single Molecule Dynamics）、《纳米生物技术学》（Nanobiotechnology）、《绿色荧光蛋白》（Green Fluorescent Protein）、《纳米生物技术学II》（Nanobiotechnology II）、《细胞连接》（Cell Junctions）。更多的资料可查询www.wiley-vch.de。

书评者：章静波，研究员（中国医学科学院基础医学研究所细胞生物学室）

读书伊始，发现本书的目录结构非常的吸引人。它打破了逐条去讲述繁复的，令人望而生畏的信号通路的传统模式、而是依据另一套原则，对细胞的信号转导进行了很好的归纳分类，使我们可以提纲挈领地从另一个角度来认识细胞的信号。

作者依据的原则即是：把细胞的信号转导分解成许多共同的元件和行为，即参与信号交换的“螺丝钉和螺丝帽”，并以这些共同的元件和行为，进行分类来讲述细胞信号。这些元件包括激酶，磷酸酶，GTP酶，以及一些相互作用的结构域。作者向读者传达着这样一个信息：信号转导竟可以是如此的简单，它不过就是一系列的识别事件，然后紧接着是简单的结合和构象改变或是酶的催化。

本书共分十章，第一章首先介绍了信号转导的基本原理，包括信号转导研究史中的一些关键发现及其影响。第二章介绍了经典的数学定量方法的一种简化处理方法。

作者在此之后的几章中，分别介绍了经常出现在各种信号通路中，参与信号交换的“螺丝钉和螺丝帽”。本书的第三章集中讲述了多种相互作用的结构域，如Src同源结构域，PH超折叠模件，BerH结构域，DH结构域，BH结构域，Ras结合结构域，磷酸化丝氨酸/苏氨酸结合结构域，EF手，C1C2结构域。它们是信号转导中，一些最常见的信号分子的结构域和线性肽。第四章介绍蛋白激酶，讲述其激活与自抑制过程中的结构变化。第七、八章分别介绍了两种GTP酶，单体G蛋白和异源三聚体G蛋白。

对于具体信号转导通路的阐述，作者则聚焦于新陈代谢与细胞周期进程调控。第五章介绍了7跨膜受体与分解代谢应答。第六章介绍了单跨膜生长因子受体。第九章介绍了胰岛素受体及合成代谢反应。第十章介绍了丝裂原与细胞周期进程。这些章节可以看作是前面章节所介绍的共同元件，进行不同组合而构成的不同信号通路。

书中对所涉及的信号分子或信号元件的结构和功能进行了透彻的讲解和分析，结构紧密与其功能相联系，并给出了与功能对应的结构示意图。插图精美细致，明晰的告诉你，结构是如何为功能服务。

另外，本书附件中详细介绍了专门用于显示三维结构的免费软件RasMol的使用方法。

书评者：张艳丽，副教授（中国医学科学院基础研究所生物化学与 分子生物学室）