Với sự xuất hiện của Sinh học hệ thống, người ta nhận ra rằng toàn bộ hành vi của một hệ thống sống không chỉ đơn giản được mô tả là tổng các yếu tố của nó. Để biểu diễn một hệ thống sống bằng các nguyên lý toán học, cần có các đại lượng thực tế có đơn vị. Các đại lượng không chỉ là cầu nối giữa mô tả toán học và quan sát sinh học; chúng thường là các yếu tố thiết yếu tương tự như thông tin bộ gen trong di truyền học. Nhận thức quan trọng này đã làm mới đáng kể nghiên cứu trong lĩnh vực Sinh học định lượng. Do nhu cầu định lượng chính xác ngày càng tăng, một kỷ nguyên phát triển công nghệ mới đã mở ra. Ví dụ, hình ảnh độ phân giải cao theo không gian-thời gian cho phép chúng ta theo dõi hành vi của từng phân tử trong cơ thể sống. Kiểm soát nhân tạo thông minh các điều kiện thử nghiệm và cấu trúc phân tử đã mở rộng phạm vi các đại lượng có thể được đo trực tiếp. Ngoài ra, sức mạnh tính toán được cải thiện và các thuật toán mới để phân tích các mô hình lý thuyết đã giúp có thể nghiên cứu các hiện tượng sinh học phức tạp. Chủ đề nghiên cứu này được tổ chức theo hai khía cạnh của những tiến bộ công nghệ là xương sống của Sinh học định lượng: trực quan hóa các phân tử sinh học, động lực và chức năng của chúng, và các công nghệ chung về tối ưu hóa mô hình và tích hợp số. Chúng tôi cũng đã đưa vào các bài viết nêu bật nhu cầu về các phương pháp định lượng mới để giải quyết một số câu hỏi lâu đời về sinh học tế bào. Trong phần đầu tiên về hình ảnh hóa các phân tử sinh học, bốn kỹ thuật tiên tiến được trình bày. Ichimura và cộng sự cung cấp bài đánh giá về các chấm lượng tử bao gồm các đặc điểm cơ bản và ứng dụng của chúng (ví dụ, theo dõi từng hạt).

Abstract:

With the emergence of Systems Biology, there is a greater realization that the whole behavior of a living system may not be simply described as the sum of its elements. To represent a living system using mathematical principles, practical quantities with units are required. Quantities are not only the bridge between mathematical description and biological observations; they often stand as essential elements similar to genome information in genetics. This important realization has greatly rejuvenated research in the area of Quantitative Biology. Because of the increased need for precise quantification, a new era of technological development has opened. For example, spatio-temporal high-resolution imaging enables us to track single molecule behavior in vivo. Clever artificial control of experimental conditions and molecular structures has expanded the variety of quantities that can be directly measured. In addition, improved computational power and novel algorithms for analyzing theoretical models have made it possible to investigate complex biological phenomena. This research topic is organized on two aspects of technological advances which are the backbone of Quantitative Biology: visualization of biomolecules, their dynamics and function, and generic technologies of model optimization and numeric integration. We have also included articles highlighting the need for new quantitative approaches to solve some of the long-standing cell biology questions. In the first section on visualizing biomolecules, four cutting-edge techniques are presented. Ichimura et al. provide a review of quantum dots including their basic characteristics and their applications (for example, single particle tracking).

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Hiroi, Noriko, Murray, Douglas B., Draviam, Viji M., Li, Chun-Biu, Takagi,Hiroaki
Thông tin nhan đề:	Quantitative Biology: Dynamics of Living Systems
Nhà xuất bản:	Frontiers Media SA
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Công nghệ sinh học
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Nguồn gốc:	https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/57439
Mô tả vật lý:	136p.
Năm xuất bản:	2017