结构论

SCIENCE AND PHILOSOPHY OF BIOSYSTEM

2.3、系统生物工程

生物系统是结构互补而系统分层、功能偶合而界面增长、协同演变而全息对称的自组织信息系统。生物系统科学探讨分子、细胞、器官、群落等各层次系统的结构、图式等原理与应用，尤其是心智、遗传信息系统与医药学、电脑技术研究，采用实验分析、系统逻辑的双重方法论。坎农、贝尔纳从体液稳态机理，最早发展了系统思维，20世纪，实证科学、分析哲学发展到系统科学、综合哲学。系统生物科学，开创于贝塔郎菲的理论生物学和一般系统论，包括系统生理学、系统医学、系统生物学等，最早的学科是系统生态学 (System Ecology)。

自组织系统的结构论(Structurity) - 生物系统的泛进化论(Pan-Evolution Theory)，阐述中西文化融合导致生物、心理、医学科学的实验、系统方法论、逻辑学以及系统生物工程(System Biological Engineering)、工业生态(Industrial Ecology)等的发展趋势，生物系统的基因组智能(Genomic Intelligence)与人工生命系统(Artificial Biosystem)的研究，从基因遗传到神经网络体现的是基因组智能的程序化表达过程，还人工生命系统是对遗传程序化表达的仿生工程。采用细胞信号传导路径的基因表达筛选传统天然生药，以及细胞内外信号网络的人工神经元仿生计算，将带来生物系统工业、生物系统农业和生物系统医学的一场技术方法和观念革命。

生物进化(细胞、个体及群体)是模式结构的演变，也就是结构层级的增长、形态结构的适应分歧。从原始细胞的起源到多细胞真核动物，三胚层动物形成了神经、免疫、分泌经由受体、信息分子双相通讯、相互调控，以及消化、泌尿、呼吸与循环动态平衡的系统结构框架。生物神经网络、层次的发育、可塑性调控是行为刺激与多基因联锁、连续诱导的程序表达。经典遗传学探讨物种内几何抽象的连锁基因和等位基因显、隐性排列组合。分子遗传学追踪了基因的本质、重组及表达调控，研究染色体几何位点的基因线性调控蛋白质表达信息传递。物种模式结构是基因组对应生物体的发育控制过程，是细胞类型、数量的时空结构模式，因而，基因组的基因群、基因链、基因族结构和层级，以及基因协同表达的逻辑揭示，基因调控、行为刺激模式构筑神经网络分层、可塑变化发育分析，图式(系统/结构)遗传学才能真正解决物种的基因设计蓝图。

生命系统(遗传、心智)是基因组结构重组和层次演变、神经元可塑结构和网络化分层的功能、信息调控的细胞元自组织化信息系统，自复制、自组装、自学习（适应）的生物系统蕴含着巨大的技术、经济前景和社会、伦理学意义。

最初出现于20世纪60年代的“生物工程学”是指生物医学工程和生物化学工程，主要内容是人工器官和发酵工程。随着细胞杂交、固定化酶技术，70年代科恩、博耶的DNA重组实验， 80年代神经网络计算、生物分子芯片概念的兴起，从而将形成改造和仿造生命的系统生物工业未来。系统生物工程学，主要包括：1)、真核细胞、微生物发酵的生物化学、生态工程，2)、细胞杂交、基因重组、胚胎培养的发育、遗传工程，3)、生物传感器、固定化酶、高分子元件、人工器官、仿生工程，4)、智能工程、神经网络、遗传运算等。乳腺生物反应器、输卵管生物反应器(Oviduct Bioreactor)以及固定化核糖体是生产贵重蛋白药物的核心技术，还DNA分子元件、生物计算机、遗传代数运算将带来的是智能机器人的发展。

21世纪，生物-医学发展到社会-心理-生物医学模式，实验方法、动力原理物理-化学工业转换成为系统方法、有机原理的生物-化学-物理工业，以及人工智能、创造工程、系统管理的工业模式和外太空生物、生命机器(BioMachine)等方面的探索。农业生态工程、工业生态技术是进行城市生态、环境工程(Environment Engineering)无污染、无烟化系统工业循环、再生的重要方法。从英国工业革命到工业网络化、生态化、藕合化，将诞生的是自然、人文、工业之间的协调和谐，系统生物工程将带来工业生态、系统医学、生物电脑的技术革命。