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- 558期－生物大數據（6月號）
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2016-06-01網路生物學—以「網路」探索生命奧妙
558 期
Author 作者
許家郎／臺灣大學生命科學系博士後研究員。
「網路」是一群點與線的集合，點代表一個物件，而線代表兩個物件的「關聯性」， 此關聯性可以很具體，也可能很抽象。以臺北市的「捷運網路」為例，散落各地的車站為點，線代表的是兩站間是否有具體的捷運軌道相連；另一種常見的網路──人際關係網路，點代表的是個人，而線表示這兩個人是否為好友關係，至於怎樣才稱得上好友，這就見仁見智了。
在我們的生活中，充斥著各式各樣的網路資料，也成功地運用在各種領域上。例如Google的搜尋網頁排名演算法，就是利用網頁與超連結（hyperlink）所組成的網路資料，根據使用者所下的搜尋字串，來計算網頁的權重，並將搜尋結果排名給使用者。另外，分析人際關係的網路時，發現任意兩個人，竟然平均只要透過另外六個人，就可以連結到另一人，因此有了「小世界理論」這個詞彙。而人際關係網路也應用在流行病學的研究上，用來模擬傳染病如何在人群中擴散開來，並循線找出可能的帶原者。
什麼是「網路生物學」？
生命最小單位是細胞，內部有許多不同的分子，像是DNA、RNA（ 含mRNA、microRNA與tRNA等）、蛋白質等。這些分子單獨存在時沒有任何功能，必須與其他分子互動才能發揮效用。細胞內存在各式各樣的交互作用：代謝反應，指的是由大代謝物（metabolite）變成小代謝物的過程，需要藉由一種名為「酵素」的蛋白質進行催化，以利代謝物間的轉換，此為代謝物與蛋白質的交互作用；DNA變成RNA的轉錄過程，需要一種稱作「轉錄因子」的蛋白質，結合在特定的DNA位置，協助產生出所需要的RNA，這就是一種蛋白質與DNA的交互作用；微型RNA（microRNA）會根據鹼基對的互補，結合在特定的RNA上，造成該RNA被降解（degradation）或無法轉譯出蛋白質，這就是一種DNA與RNA的交互作用；細胞骨架或者訊息傳導，大部份則是藉由蛋白質與蛋白質交互作用來達成。把這些不同分子之間的交互作用集合起來，所組成的網路就是生物網路（圖一）。
圖一：生物網路是由細胞內各種分子交互作用所組成。而網路生物學（network biology）就是一門研究這些生物網路特性，並以網路的角度，來探索與解釋生物現象的一門科學。......【更多內容請閱讀科學月刊第558期】