زیست‌شناسی سامانه‌ها
رشته‌های مرتبط

با توجه به تعریف زیست‌شناسی سامانه‌ها به عنوان توانایی دستیابی، ادغام و تجزیه و تحلیل مجموعه‌ای از داده‌های پیچیده تجربی با استفاده از ابزارهای میان‌رشته‌ای، برخی از فناوری‌های اصلی این رشته به شرح زیر است:
فنومیک: تنوع موجودات زنده از لحاظ فنوتیپ، که در طی زندگی آن تغییر می‌کند
ژنومیک: توالی ارگانیسم دی‌ان‌ای که شامل تغییرات خاص درون‌ارگانیکی سلول، یا به عبارت دیگر تغییر طول تلومر است.
اپی ژنتیک: فاکتورهای تنظیم‌کننده رونویسی ارگانیسم و سلولی که در توالی ژنومی به صورت تجربی رمزگذاری نشده‌است.
رونویسی: ارگانیسم، بافت یا اندازه‌گیری تمام بیان ژن سلول به کمک ریزآرایه دی‌ان‌ای یا آنالیز سری بیان ژن.
تعاملات: فعل و انفعالات ارگانیسم، بافت، سلول یا تعاملات مولکولی داخل سلول.
از فناوری‌های فرعی این رشته می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
روش‌هایی برای تشخیص پروتئین‌های اصلاح‌شده مانند فسفوپروتئومیک‌ها و گلیکوپروتئومی‌ها.
متابولومیکس: اندازه‌گیری مولکول‌های کوچکی که به عنوان متابولیت، در سطح ارگانیسم، سلول یا بافت شناخته می‌شوند.
گلیکومیک: اندازه‌گیری کربوهیدرات در ارگانیسم، بافت یا در سطح سلول.
لیپیدومیک: اندازه‌گیری چربی در ارگانیسم، بافت یا در سطح سلول.
علاوه بر موارد بالا، فناوری‌های دیگری برای تجزیه و تحلیل تعاملات درون سلول وجود دارد. در حال حاضر، رشته مولکولی معتبر در این زمینه، مطالعه تعامل پروتئین-پروتئین است؛ باید درنظر داشت حضور این رشته، مانع از ورود سایر رشته‌های مولکولی به این زمینه نمی‌شود.
رشته‌های مولکولی نیز شامل موارد زیر هستند:
نوروالکترودینامیک یا کدینگ عصبی: یک شبکه ارگانسیم است که در آن، عملکرد محاسبات مغز، به عنوان یک سیستم پویا شامل مکانیسم‌های بیوفیزیکی و محاسباتی به کمک برهم‌کنش‌های الکتریکی مطالعه می‌شود.
فلوکسیک: اندازه‌گیری تغییرات مولکولی در گذر زمان در سیستمی مانند سلول، بافت یا ارگانیسم.
زیست‌شناسی یا بیومیک: تجزیه و تحلیل زیست‌بوم‌ها.
بیوکینماتیک مولکولی: مطالعه «زیست‌شناسی در حال حرکت» که نحوه گذر سلول‌ها، بین حالت‌های پایدار را بررسی می‌کند.
در حل مسائل زیست‌شناسی سامانه‌ها، دو رویکرد اصلی بالا به پایین و پایین به بالا وجود دارد. رویکرد بالا به پایین تا حد امکان سیستم را درنظر گرفته و به نتایج تجربی متکی است. روش توالی‌یابی آران‌ای، نمونه‌ای از یک رویکرد بالا به پایین است. در مقابل، از روش پایین به بالا برای ایجاد مدل‌های دقیق، در داده‌های تجربی استفاده می‌شود. نمونه‌ای از این روش، استفاده از مدل‌های مداری برای توصیف شبکه ژنی ساده است.
فناوری‌های مختلفی برای بررسی و ذخیره تغییرات mRNAها، پروتئین‌ها و تغییرات پس از فرایند ترجمه، به کار رفته‌است. برخی از این فناوری‌ها در ادامه ذکر شده‌اند:
مکانوبیولوژی (زیست‌شناسی مکانیک): نیروها، خصوصیات فیزیکی و تعاملات این اعضا با سایر مکانیزم‌های تنظیمی
بیوسیمیوتیک: تجزیه و تحلیل سیستم روابط ارگانیسم‌ها یا سایر سسیستم‌های زیستی
فیزیومیکس: مطالعه سیستماتیکی فیزیوم در زیست‌شناسی
زیست‌شناسی سامانه‌های سرطانی از دیگر نمونه‌های رشته زیست‌شناسی سامانه‌ها است که به هدف سرطان‌زایی و مطالعه درمان‌های سرطان به وجود آمده‌است. این رشته، از داده‌های خاصی مانند داده‌های توصیفی ژنوم سرطانی تومور بیماران و هم‌چنین ابزارهایی هم‌چون رده سلولی نامیرا، مدل‌های موش برای تومورزایی، روش‌های توالی‌یابی دی‌ان‌ای و مدل‌سازی محاسباتی از پیامدهای جهش و بی‌ثباتی ژنوم، استفاده می‌کند. هدف بلندمدت این رویکرد، تشخیص بهتر سرطان، طبقه‌بندی و پیش‌بینی بهتر از نتیجه یک درمان پیشنهادی است. تلاش‌های قابل‌توجه‌ای در این رشته، سبب ایجاد چندین مقیاس واقعی در مدل‌های درون‌رایانه‌ای برای تومورهای مختلف شده‌است.
زیست‌شناسی سامانه‌ها، اغلب به توسعه مدل‌های مکانیکی مانند بازسازی سامانه پویا می‌پردازد.
به عنوان مثال، یک شبکه سلولی را می‌توان با استفاده از روش‌هایی هم‌چون سینتیک شیمیایی و نظریه کنترل، مدل‌سازی کرد. با توجه به تعداد زیاد پارامترها و محدودیت‌ها در شبکه‌های سلولی، معمولاً از تکنیک‌های عددی و محاسباتی استفاده می‌شود. (به عنوان مثال تجزیه و تحلیل تعادل شار)