Networks in Cell Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Buchanan, Mark; Caldarelli, Guido; De Los Rios, Paolo

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2010-6-28

价格:USD 88.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521882736

丛书系列:

图书标签:

• UK-study
• 细胞生物学
• 网络生物学
• 信号通路
• 蛋白质互作
• 系统生物学
• 细胞通讯
• 生物网络
• 分子生物学
• 细胞调控
• 生物信息学

细胞生物学中的网络构建：一个跨学科的视角 书籍名称： 细胞生物学中的网络构建：一个跨学科的视角 内容简介： 本书旨在为细胞生物学家、系统生物学家以及对生物网络建模感兴趣的研究人员提供一个全面而深入的指南，探讨如何理解、描述和量化细胞内部复杂的分子相互作用网络。我们不侧重于特定分子（如您提到的“Networks in Cell Biology”中可能涵盖的信号通路或细胞骨架网络）的详细描述，而是将重点放在网络理论在细胞系统中的应用框架、建模方法论以及数据驱动的分析技术上。 本书将细胞生命活动视为一个由成千上万个相互连接的节点（蛋白质、基因、代谢物等）组成的动态网络系统。我们认为，理解细胞功能的关键在于揭示这些网络的基本拓扑结构、动态行为以及它们对环境扰动的鲁棒性。 第一部分：网络生物学的理论基础与数学工具 本部分将细胞系统置于广义的网络科学框架下进行审视。我们将从图论的基本概念入手，系统介绍如何将生物数据转化为数学图结构。这包括节点（Node）的定义、边（Edge）的类型（有向、无向、加权、无权）及其在生物学中的意义。 拓扑分析： 深入探讨核心网络拓扑度量，如度分布、聚类系数、最短路径长度和介数中心性。我们将讨论如何利用这些度量来识别网络中的关键模块和枢纽节点。例如，我们不会仅仅列举信号转导通路中的激酶，而是会探讨不同中心性度量如何预测哪些激酶在网络扰动下最可能导致功能丧。 模块化与功能组织： 重点介绍模块检测算法（如Louvain、谱聚类等），并讨论如何将检测到的生物学模块（如信号通路、转录因子复合物）与已知的细胞功能（如细胞周期调控、应激反应）相关联。 网络动力学基础： 引入常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）在描述网络动态行为中的应用。我们将侧重于如何使用诸如质量作用定律或逻辑布尔网络模型来模拟网络状态随时间的变化，而不局限于特定生物学过程的详细生化机制。 第二部分：构建与整合多组学网络 现代生物学产生了海量的多组学数据。本书的第二部分致力于阐述如何将异构数据整合为一个统一的、高维度的系统网络模型。 基因调控网络（GRN）的构建： 我们将探讨从转录组数据中推断GRN的方法，包括基于互信息（MI）、贝叶斯网络或信息论模型的推断算法。重点将放在如何处理高维度的稀疏数据，以及如何评估和校准推断结果的准确性。 蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的整合： 介绍如何融合高通量实验数据（如酵母双杂交、共免疫沉淀）与预测数据。关键在于如何对不同来源的相互作用强度进行标准化和加权处理，以构建一个可靠的综合PPI网络。 代谢网络建模与流分析： 探讨代谢途径如何作为一种特殊的流网络进行建模。重点在于介绍流平衡分析（FBA）和通量变化分析（FVA）等计算工具，这些工具用于预测细胞在不同营养条件下的最大生长速率或代谢物产量，而非仅仅关注特定代谢酶的调控。 网络层次结构的建模： 介绍如何构建多层网络（multilayer networks），其中不同层代表不同类型的相互作用（如遗传、物理、功能耦合），以及如何分析层间的信息传递。 第三部分：网络扰动分析与系统功能预测 本部分将关注如何利用构建的网络模型来模拟和预测细胞系统对内部和外部扰动的响应，这是网络生物学区别于传统还原论方法的关键所在。 鲁棒性与脆弱性分析： 深入探讨网络的鲁棒性度量（如平均最短路径的稳定性）。我们将分析哪些网络拓扑结构最有利于抵抗随机故障（如基因缺失）和蓄意攻击（如靶向关键枢纽）。讨论系统生物学中“冗余”的量化方法。 疾病网络分析的计算方法： 侧重于如何识别与疾病状态相关的网络拓扑特征。例如，如何使用网络扩散模型来模拟致病突变在网络中的传播效应，以及如何利用网络拓扑信息来筛选潜在的“多效性”药物靶点，即那些能同时影响多个相关通路的关键节点。 动态网络重塑（Rewiring）： 讨论如何量化细胞在从一种稳态（如静止期）向另一种稳态（如增殖期或应激响应）转变过程中，其底层网络连接结构发生的变化。这涉及到时间序列数据的网络推断和比较分析。 第四部分：计算工具、挑战与未来方向 最后一部分将回顾当前用于网络分析的主流计算平台和软件生态系统，并对该领域面临的挑战和前沿研究方向进行展望。 计算方法的选择与偏倚： 比较不同的网络推断算法在处理高通量数据时的优势和局限性，特别是关于计算复杂度和生物学解释性之间的权衡。 空间网络学的前沿： 探讨如何将网络分析与空间信息结合，例如，如何将细胞内特定区域的蛋白质共定位数据转化为空间网络模型，这超越了传统的非空间网络图。 本书旨在提供一个跨越传统生物学科界限的视角，强调网络结构和动态的普遍性规律，而非仅仅关注特定分子的功能列表。它为读者提供了从“分子零件”到“系统蓝图”的思维转变所需的理论工具和计算策略。

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这本书的封面设计极具吸引力，采用了深邃的蓝色调，配以抽象的、像是神经元突触连接的白色线条，初看之下，便给人一种专业而神秘的感觉。我原本期待它能深入剖析细胞内部复杂的通讯网络，比如信号通路是如何像城市交通系统一样精妙运作，将外部刺激准确无误地传递到细胞核。然而，阅读过程中，我发现它花了大量的篇幅去探讨**宏观的生态系统演替**，从一片荒芜的土地如何逐步被植物群落占据，到顶级捕食者如何维持整个生物群落的动态平衡。书中详细描绘了不同气候带下的植被分布格局，以及物种间竞争与共生的案例分析，这无疑是一本优秀的生态学导论教材，对理解生物多样性保护的理论基础非常有帮助。但对于一个渴望了解**分子层面蛋白质相互作用**的读者来说，这种宏大的叙事视角，尽管引人入胜，却显得有些“跑题”。我希望看到的细胞间的缝隙连接、紧密连接，或者膜上受体与配体结合的动力学过程，几乎没有被提及。更令人困惑的是，其中有章节专门讲解了**古代文明的贸易路线图谱**，对比了丝绸之路和海上丝绸之路的物流效率，这与细胞生物学的主题似乎相去甚远，让人不禁怀疑，这本书的定位究竟是专注于微观生命活动的机制，还是更偏向于广义的“网络”概念在不同学科中的应用。总而言之，这是一本在生态学和历史地理学领域建树颇丰的佳作，但对于细胞生物学深度学习者而言，它提供的知识营养远低于预期。

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我不得不说，这本书的写作风格极其**散文化**，读起来更像是一部哲学随笔集，而不是一本严谨的科学专著。作者似乎非常热衷于用类比和隐喻来阐述观点，比如他将细胞核比作“王国的中央决策中心”，将线粒体比作“永不停歇的能源工厂”，这些比喻虽然生动，但一旦深入到具体的生物化学反应层面，描述就变得非常模糊和概念化。例如，在讨论基因表达调控时，期望能看到关于转录因子如何结合启动子区域的具体结构信息和结合常数，然而书中提供的却是关于“信息流的去中心化管理”的文学化描述。我翻阅了关于**植物光合作用的章节**，期待了解光反应和暗反应的电子传递链的细节，特别是那些关键酶的活性位点和催化机制。结果，这一部分被简化成了一个关于“能量捕获与转化效率的哲学思考”，探讨了太阳能利用的普遍性，而不是针对植物细胞内这一特定生化过程的机制剖析。这种处理方式极大地削弱了科学信息的精确性，使得我们无法从中提取出可用于实验设计或机制解析的具体数据。它的阅读体验更像是与一位博学的长者在壁炉边进行一场关于生命奥秘的漫谈，充满了启发性，但缺乏可操作性和验证性。对于需要精确理解生物学过程的科研人员或高阶学生，这种“意境大于事实”的叙事方式无疑是一种障碍。

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这本书在文献引用和前沿性上表现出了明显的滞后性。我注意到书中引用的主要参考文献大多集中在二十世纪八九十年代，虽然这些奠基性的工作依然重要，但对于一个声称涵盖现代“细胞生物学网络”的著作而言，**对近十年内诸如CRISPR技术在基因调控网络中的应用、单细胞测序揭示的异质性网络结构**等热点内容几乎只字未提。例如，在讨论细胞周期调控时，重点仍放在经典的CDK/Cyclin模型上，对于近几年发现的新的检查点调控因子和它们的相互作用机制，语焉不详。这使得这本书读起来像是一部**回顾性的历史文献**，而非面向未来的工具书。我特意查找了关于**膜蛋白的动态重塑**这一前沿课题的讨论，期望能看到最新的FRET或STORM等成像技术如何揭示蛋白质在膜上的瞬时聚集与解离行为，但书中对此的介绍寥寥无几，甚至没有引用最新的高影响力期刊文章。这种信息的不对称性，使得这本书的学术价值大打折扣，它似乎未能跟上生物科学研究突飞猛进的步伐，更像是一部在几年前完成初稿后便搁置出版的旧作，对于希望了解当前研究热点和最新实验范式的读者来说，会感到极度的信息缺失。

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从内容组织和逻辑连贯性来看，这本书存在显著的跳跃性。它似乎试图将**所有涉及“连接”和“结构”的概念**都纳入其中，导致不同章节间的逻辑过渡生硬且缺乏必要的铺垫。例如，前一章还在详细描述**细菌的群体感应机制**（Quorum Sensing），探讨细菌如何通过分泌信号分子来协调群体行为，这与细胞通讯的概念尚有一定关联。但紧接着的下一章，画风突变，开始探讨**地质构造中的板块运动与断裂带的形成**，并将其类比为“地球尺度的应力网络”。这种从分子尺度到地质尺度的跨越，虽然展现了作者广博的知识面，但却严重破坏了作为一本专业教材应有的主题聚焦性。读者在试图建立一个统一的“细胞网络”概念模型时，会被这些不相关的知识点频繁打断，难以形成一个连贯的知识体系。如果这本书的目标读者是生命科学专业的学生，那么这种跨学科的、**缺乏明确边界的知识混杂**，反而会增加学习的认知负荷，使人分不清哪些是核心的细胞生物学知识，哪些是作者的个人兴趣延伸。总而言之，它更像是一本“网络理论入门杂烩”，而非一本聚焦于细胞生物学这一特定领域的权威参考。

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这本书的排版和图表质量，坦率地说，令人失望。作为一本宣称探讨“网络”的专业书籍，**缺乏高质量的拓扑结构图**是其致命伤。当探讨细胞骨架——例如微管和微丝如何形成动态的网络结构，支撑细胞形态并介导物质运输时，我期待看到清晰的三维重建图，以及描述它们交联点和动态组装/解聚速率的定量图表。相反，书中提供的插图大多是**手绘的、风格较为粗犷的示意图**，很多关键结构模糊不清，比例失调，甚至一些箭头方向存在误导性。例如，在描述内吞作用中囊泡运输的路径时，图示中囊泡的形成与融合过程缺乏明确的膜蛋白参与标识，仅仅是几个圆圈在移动，这对于理解这些动态过程的分子基础是远远不够的。更令人费解的是，在讨论**免疫系统中的信号网络**时，本应有详细的细胞因子和受体相互作用图谱，但书中却只给出了几张描述细胞间“信息拦截”和“免疫监视”的流程图，这些图示的复杂度和信息密度，与当前免疫学研究的精细程度相比，简直如同上个世纪的教科书。如果说它在理论框架的构建上还能勉强自圆其说，那么在视觉化呈现科学信息这一关键环节上，它无疑是失败的，使得复杂的生物网络概念难以直观地被接受。

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