基本工程原理可以帮助更快地识别疾病生物标志物

人们经常将基因组与计算机程序进行比较,细胞使用其遗传密码来处理环境输入并产生适当的反应。

来源:英国物理学家网首页
将可观察性应用于生物数据的框架。 (框 1)生物系统的模型是根据实验数据构建的,传感器的选择决定了系统轨迹的哪些低维表示将捕获系统信息最多的方面。图片来源:《美国国家科学院院刊》(2025 年)。 DOI:10.1073/pnas.2501324122
美国国家科学院院刊

人们经常将基因组与计算机程序进行比较,细胞使用其遗传密码来处理环境输入并产生适当的反应。

但根据密歇根大学的研究,机器隐喻可以进一步扩展到任何生物系统,并且将现有的工程概念应用于生物学可以彻底改变科学家在生物学中进行观察的方式。

生物系统

Indika Rajapakse 博士和 Joshua Pickard 博士在《美国国家科学院院刊》上发表的论文中(现在是布罗德研究所的埃里克和温迪·施密特博士后研究员)和他们的团队提出,控制理论和可观测性的基本原理可以应用于研究随时间变化的生物过程。

提议 控制理论 生物过程

控制论和可观测性是由 Elmer Gibert 博士于 20 世纪 60 年代开创的,他是一名工程师,大部分职业生涯都在密歇根大学度过。

吉尔伯特和拉贾帕克萨在讲座上的一次偶然相遇,为数学、工程和生物学的融合播下了种子。

“控制理论或可控性本质上意味着如何引导系统走向其他方向,以及需要向系统提供哪些输入以引导系统朝这个方向发展,”拉贾帕克萨解释道。

例如,细胞会根据其与转录因子的接触而经历分化并变得特化,例如 2012 年诺贝尔奖获得者发现皮肤细胞可以重新编程为干细胞,这一发现彻底改变了生物医学研究。

整个基因组