System Genetics：Linking Genotypes and Phenotypes

出版：Cambridge University Press

索书号：Q3/S995/2015/Y

ISBN: 978-1-107-01384-1

藏书地点：武大外教中心

系统遗传学是一个新兴的领域，其基础是追溯到格雷戈尔·孟德尔的遗传研究的旧方法。孟德尔的实验主要集中在解释单一性状及其表型的遗传。例如，特定的等位基因如何影响豌豆的颜色或大小。但最近发展的技术可以全面地解剖复杂性状的遗传结构，并通过使用自然变异或实验扰动作为理解基因型与表型之间联系的基础，量化基因如何相互作用形成表型。这个令人兴奋的新领域最近被称为“系统遗传学”。

遗传研究传统上侧重于解释单个性状及其表型的遗传，而最近的技术进步使全面剖析复杂性状的遗传结构和量化基因如何相互作用形成表型成为可能。这一令人兴奋的新领域被称为系统遗传学，它诞生于多个领域的综合，整合了一系列的方法，并利用我们日益增强的能力，在广泛的表型上获得定量和详细的测量。

系统遗传学是生物系统的基因组结构与形态图式发生的“基因型-表现型”复杂系统、基因组自组织化与程序化表达系统调控研究的遗传学，探讨细胞信号传导与基因调控的分子网络系统起源、进化与发育自组织化的非线性系统动力学。

二战后，系统科学、计算机技术与分子生物学、生物工程同时期平行发展，起源自生理学分别向心理学、生态学与生物化学、遗传学两个基本方向。80年代到90年代，计算机网络、纳米技术与生物仪器、基因技术的结合，系统生物(医药)科学与工程的概念，又导致了21世纪系统与分子科学的汇合。生物科学从生态、个体生物科学，经分子生物科学发展到了进化系统生物学、计算系统生物学、技术系统生物学的系统生物科学。中国科学家谈家桢对瓢星虫的嵌合体共显性遗传、国际遗传学届对动物色斑和蝴蝶花纹研究，开创了生物体形态、花纹或图式的孟德尔遗传学研究。线虫形态发生的信号传导、细胞系谱定位(cell mapping)的研究，分子遗传学从基因组学到蛋白质组学的发展，形成了系统、图式遗传学及其工程应用的方法与技术。

21 世纪系统生物科学的发展，一方面，应用系统科学方法、计算机数学研究生物系统理论、技术的改造工程；另一方面，应用生物系统方法、生物技术发展系统科学理论、计算机技术的仿造工程，从基因组到大脑的生物系统工程，形成转基因生物、天然药物筛选、纳米生物技术一场科技变革，将带来人工生物体(多基因系统蓝图设计)、智能机器人(纳米生物有机材料)工业时代。

系统生物科学，采用系统方法、计算机技术、数学模型解决生物学问题，研究分子、细胞、器官及生态各个层次的生物系统，开创于贝塔朗菲一般系统论和理论生物学。系统生态学直接源自理论生物学的探索：系统生态学、系统生理学、系统心理学、系统(综合)医学也即系统生物医学。系统生物学、系统生物工程和系统(图式、结构)遗传学等学科概念和方法先后形成。美国Avigenics等公司开发输卵管生物反应器，1999年在德国创建系统生物科学与工程英文网站(genbrain biosystem network)，以系统科学方法从实验、计算、工程等方面开创生物系统的研究与应用，包括生物系统分析与人工生物系统，采用生物系统科学、工程、技术、医学以及生物系统分析学、人工生物系统等概念，还在21世纪伊始都于国际上涌现。

系统遗传学，采用计算机建模、系统数学方程、纳米高通量生物技术、微流控芯片实验等方法，研究基因组的结构逻辑、基因组精细结构进化、基因组稳定性、生物形态图式发生的细胞发生非线性系统动力学。

系统遗传学(System Genetics) 及其应用技术-合成生物学(Synthetic Biology)，包括生物反应器与细胞计算机等技术开发，继孟德尔经典遗传学、华生和克利克的分子遗传学，以及遗传育种、细胞杂交、转基因生物等技术之后，将成为21世纪遗传学与遗传工程发展的新趋势，将为揭示生物系统进化的机理，研究基因组的结构、功能与演化的自组织系统，探索从基因组到生物体的“基因型-表现型”复杂系统，涉及医学遗传学、医学心理学等基因系统调控、信号传导网络研究，以及为肿瘤、遗传病、精神病、衰老等疾病发生的诊断与药物筛选、制药产业等开拓了新的途径。

《系统遗传学：连接基因型和表型》一书于2015年由Cambridge University Press出版，作者为Florian Markowetz和Michael Boutros。

《系统遗传学：连接基因型和表型》一书，作者展现了系统遗传学领域中关于连接基因型和表型的一些介绍，讨论的主题主要包括系统遗传学导论，分析遗传相互作用网络的计算范式，绘制后生动物细胞中许多表型的遗传相互作用，遗传相互作用和网络可靠性，癌症的合成致死率和化疗耐药性，基因扰动数据的网络分析，传染病的高含量筛选，从系统遗传学研究推断遗传结构，模型选择的贝叶斯推断，蛋白质复合物的动态网络模型，表现型状态空间及其探索策略，线虫突变体的自动行为指纹分析。

《系统遗传学：连接基因型和表型》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于系统遗传学等相关专业的研究生和研究人员高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考。

《系统遗传学：连接基因型和表型》一书作为现代遗传学和系统遗传学专业研究读物，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：

1.本书主要介绍了系统遗传学背后的基本统计理论。本书介绍了使全面剖析复杂性状的遗传结构和量化基因如何相互作用形成表型的先进技术。该领域诞生于多个领域的综合，本书整合了一系列的方法，并利用我们日益增强的能力，在广泛的表型上获得定量和详细的测量。

2.这本书收集了许多领先的科学家的科研成果、计算和实验，显示了实验扰动如何能帮助我们理解基因型和表型之间的联系。本文还简要介绍了当前的研究活动和系统遗传学的最先进方法，包括来自酿酒酵母和果蝇等模式生物以及人类研究的工作。

3.这本书末尾设有索引，便于读者查找以及对感兴趣的领域进行进一步阅读。

总的说来，《系统遗传学：连接基因型和表型》一书为想要了解系统遗传学的人员提供了清晰的导读路径，作为遗传学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

本书目录：

撰稿者名单

第1章系统遗传学导论

Florian Markowetz and Michael Boutros

第2章分析遗传相互作用网络的计算范式

Carles Pons, Michael Costanzo, Charles Boone and Chad L. Myers

第3章绘制后生动物细胞中许多表型的遗传相互作用

Christina Laufer, Maximilian Billmann and Michael Boutros

第4章遗传相互作用和网络可靠性

Edgar Delgado-Eckert and Niko Beerenwinkel

第5章癌症的合成致死率和化疗耐药性

Kimberly Maxfield and Angelique Whitehurst

第6章连接点：基因扰动数据的网络分析

Xin Wang, Ke Yuan and Florian Markowetz

第7章传染病的高含量筛选：抗虫新药性

Andre P. Maurer, Peter R. Braun, Kate Holden-Dye and Thomas F. Meyer

第8章从系统遗传学研究推断遗传结构

Xiaoyun Sun, Stephanie Mohr, Arunachalam Vinayagam, Pengyu Hong and Norbert Perrimon附录第9章模型选择的贝叶斯推断：慢性髓系白血病中异常信号通路的应用

Lisa E. M. Hopcroft, Ben Calderhead, Paolo Gallipoli, Tessa L. Holyoake and Mark A. Girolami

第10章蛋白质复合物的动态网络模型

Yongjin Park and Joel S. Bader

第11章表现型状态空间及其探索策略

Andreas Hadjiprocopis and Rune Linding

第12章线虫突变体的自动行为指纹分析

Andre E. X. Brown and William R. Schafer

索引

胡萌欣武汉大学生命科学学院博士