CCDA研究 | 唐世平：“后生动物的通路协调： 一个整合性框架”
这篇属于“理论生物学”范畴的文章算是我“回归”到生物学的继续。文章也是我们正在推进的建立一个“可计算的生物通路网络(computable network of biological pathways，CNBP)”的项目的理论基础。
文章最初的想法来自我试图将我们针对某些特定的复杂社会网络的问题而发展出的某些算法应用到生物通路的计算中的“突发奇想”。我的期待是，基于一个“可计算的生物通路网络(CNBP)”，我们将能够：
1）通过计算来预测或者推断目前生物学家还未发现的节点和边（链接），从而大大加速对这些节点和边（链接）的实验检验。（生物学家如今对节点和边的发现，应该主要是基于生物学家的专家知识、逻辑推定和碰运气，而没有太多的计算支持。）
2）支持更加可靠的药物靶点的筛选。（我认为，许多药物的研发之所以会失败，其背后的一个重要原因是，我们通常认为某个药物只针对某个靶点或者蛋白，但其实，这个靶点或者蛋白能够影响多个生物通路，而我们却不知道这些靶点或者蛋白在多个通路中的作用和影响。）
3）助力医生对“疑难杂症”的临床诊断，并且进一步支持对这类病症的治疗。（我认为，所谓的“疑难杂症”其实就是多个生物通路都出现了中断、失控及功能障碍，从而造成了多个生物功能的紊乱。）
上表显示出后生动物中的串扰与通讯更为复杂的图景
特别剧透：我们已经初步建立一个“可计算的生物通路网络(CNBP)的骨架。而基于我们的初步计算结果，即便是这样的一个初步的网络也已经具备生物学意义。接下来的工作是基于大模型、知识图谱等技术，整合来自大量的分子生物学、病理学、结构生物学的大量研究的更多的信息，从而达成一个可计算的生物通路网络，然后测试我们的算法。
（说明：目前生物学家和生物信息学家确实已经构建了一些关于生物通路的网络，如KEGG、Reactome等，但这些网络不具备高可计算性，因此不能支持对复杂网络的复杂计算，特别是预测性计算。）
内容提要：
单细胞原核生物体内存在数百甚至数千条通路，所有这些通路都必须加以控制、调节和协调，以确保它们的正常运作。当生物体从单细胞真核生物演化到多细胞生物（如后生动物）时，会随之进化出更多的通路来支持更多样化的生物功能。因此，对这些通路进行精细化的控制、调节和协调就成了一项极其复杂和艰巨的任务。然而，正如达尔文所说的“大自然丰富多彩，但对创新却极为吝啬”，大自然仅通过少数核心协调枢纽来实现这些调控。如后生动物等多细胞生物演化出了两大类用于协调通路的机制：串扰(crosstalk)和通讯(communication)。串扰是通过细胞内通路之间的共享组件和联系来实现的，而通讯则是通过细胞间的信号（如激素和其他配体）与膜受体结合再经下游信号转导通路实现的。本文的框架指向了一个更加基于复杂网络来理解生物通路及其中断、失控及功能障碍所引发的后果（如癌症、衰老，以及其它疾病）。
关键词：
通讯，协调，串扰，后生动物，网络，通路
原文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s13752-025-00498-4
参考引用：
Tang, S. The Coordination of Pathways in Metazoans: An Integrated Framework. Biological Theory (2025). https://doi.org/10.1007/s13752-025-00498-4
唐世平教授简介
复旦大学“复杂决策分析中心”主任唐世平教授，是复旦大学特聘教授、教育部“长江学者”特聘教授、国际研究协会（The International Studies Association, ISA）副主席。作为当代中国最具国际影响的社会科学家之一，他在多个领域均有广泛丰硕的成果。迄今为止，他已出版五部英文专著、三部中文专著、一部英文编著和三部中文编著。他也是多个国际顶级和一流刊物的第一位来自中国的编委会成员。
唐世平教授是中国计算社会科学、特别是决策计算的拓荒者之一，他提出了基于“全数据计算”（total data computation）的“决策计算社会科学”理念。
复旦大学“复杂决策分析中心”简介
复旦大学“复杂决策分析中心”成立于2013年，是我国第一个基于“计算社会科学”，专门为国家战略决策提供技术支持的研究中心。中心立足社会科学研究方法和问题前沿，直面变化与复杂的世界，旨在建立起一套基于广泛而丰富的历史经验和科学方法的分析框架、模型和工作软件，将前沿的社会科学研究方法与实际的学术和政策研究结合起来；把战略行为和战略决策研究的经验一般化、模型化，做到可复制、可移植。从2016年起，基于计算机模拟仿真技术，完全抛开民意调查，中心的团队已经连续多次精准预测了美国和我国台湾地区的选举结果。中心还开发了多款针对复杂决策问题的计算模拟预测平台。