系统生物学扎根于植物整合生物学中心

植物综合生物学中心诺丁汉大学是利用数学家、计算机科学家、工程师和植物生物学家的综合技能来生产虚拟植物根。雷电竞网址利用高等植物拟南芥模型，该团队将模拟根的生长和发育，从亚细胞到整个器官水平。由此产生的“虚拟根”将能够模拟
根系如何对不同的条件做出反应，为研究人员提供了解决粮食安全、气候变化影响和生物燃料发展等问题的重要工具。

该中心位于萨顿博宁顿校区，是由BBSRC和EPSRC资助的六个英国综合系统生物学中心之一。这项耗资920万英镑、为期5年的项目始于2007年，目前正在应用“系统方法”进行研究。实验人员将实验结果提供给数学和计算建模者，后者用它们来生成模型。反过来，这些模型又产生了
实验室需要解决的进一步研究问题，导致了模型改进和数据生成的迭代周期。正如该中心主任查理·霍奇曼教授所说:“CPIB的目标是成为一个跨学科团队如何利用系统生物学来解决植物科学问题的最好例子。”

对模型植物根的努力分为四个主题，或股。第一个分支试图了解当细胞从种子中生长出来时，它是如何在根中伸长的。为了了解根细胞的力学行为，CPIB生物物理学家开发了测量活根细胞内压力的技术，这与普通汽车轮胎的压力相似。有限元
modeler正在使用通常用于工程复合材料(如飞机机翼)的技术来模拟作为纤维增强粘性材料的伸长根细胞的细胞壁。

和动物一样，植物的生长是由激素调节的。绘制不同植物激素在根中不同细胞中的作用及其影响是CPIB项目的一个重要方面。第二个研究重点是激素如何调节细胞分裂。一些研究人员正在使用一种被称为靶向错误表达的技术来揭示不同激素作用于根内五个不同组织中的哪一个。

第三篇研究侧根发育。了解侧根是如何发育的很重要，因为它们使根系能够精心设计其结构，并确保水和营养等资源。CPIB的玛丽·居里研究员最近的工作
同事们正在鉴定调节侧根突现的基因[1]。这项工作正被用于建立侧根出现的调节网络的数学模型。

该计划的第四个分支在前三个分支中集成了不同物理规模的模型。这需要将细胞生长、激素转运和遗传调控模型耦合在一起。CPIB的一位数学家正在使用多尺度渐近方法来研究植物激素生长素在伸长根中的运动的细胞模型。与此同时，一位计算机科学家正在使用p系统(一种受生物细胞结构和功能启发的计算建模框架)来开发植物激素运输和信号传递的组织水平模型。

在多尺度建模这一新兴领域，目前还没有一个标准的多尺度模型表示方法或框架。开发兼容的数据标准对于长期了解根的生长和结构至关重要，CPIB积极参与与其他领先的整合生物学小组的讨论。

该中心还开展各种外联活动。植物科学研究小组的第三次数学会议将于2010年1月举行。这个小组让植物科学家有机会向一个由数学家、计算雷电竞网址机科学家和工程师组成的团体提出生物学问题，然后他们用接下来的四天时间对生物学问题进行建模。这些会议产生了新的成果
合作、出版物(包括专利)和拨款申请，是弥合实验和理论学科之间差距的宝贵手段。

CPIB还开办了一年一度的暑期学校，旨在为生物学家提供数学建模的介绍。主要针对博士生和博士后研究人员，这四天的课程结合了生物学例子驱动的讲座和应用建模技术的实际经验。

2008年的一名参与者认为，暑期班帮助他们向跨学科研究迈出了第一步:“我觉得我现在可以更好地与数学家交流……在上这门课之前，我都不知道从哪里开始!”

欲知更多资料，请浏览消费者保护局网页:www.cpib.ac.uk或发邮件susie@cpib.ac.uk