課程資訊
課程名稱
系統與合成生物學
Systems and Synthetic Approaches to Biology 
開課學期
102-2 
授課對象
生命科學院  基因體與系統生物學學位學程  
授課教師
黃筱鈞 
課號
MCB7027 
課程識別碼
B43 U1480 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
必修 
上課時間
星期四7,8,9 
上課地點
共306 
備註
與江介宏合開
限學士班三年級以上
總人數上限:30人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1022MCB7027_ 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

本課程將介紹系統與合成生物學。系統生物學定義為整合實驗與電腦模擬的方法來瞭解生物系統,而合成生物學為系統生物學之子領域,強調用由下而上(bottom-up)的方法來重新建構生物系統,可能用來瞭解如何用最少元件達成生物功能(minimal system), 或製作完全人造具獨特功能的系統。本課程將教授進入此領域之基礎背景(分子生物學,微分方程,線性代數,機率,MATLAB程式設計),該領域的方法學與研究發展,提供學生實作(電腦模擬為主)經驗。
http://www.nature.com/nature/focus/syntheticsytemsbiology/ 

課程目標
使學生俱備理解該領域經典論文的數學與電腦計算技巧(dry),並對實驗設計(wet)有基礎理解。藉由後半學期合作present paper,鼓勵學生學期末共同討論出final project。 
課程要求
Problem sets x3-4 (20%)
Take home midterm exam (20%)
Discussion paper (20%)
Final project (40%) 
Office Hours
 
參考書目
An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits, by Uri Alon (Chapman & Hall/CRC Mathematical & Computational Biology), 2006. 
指定閱讀
1. Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli. Timothy S. Gardner, Charles R. Cantor & James J. Collins. Nature 403, 339-342 (2000).
2. Architecture-Dependent Noise Discriminates Functionally Analogous Differentiation Circuits. Tolga Cağatay, Marc Turcotte, Michael B. Elowitz, Jordi Garcia-Ojalvo and Gurol M. Suel. Cell 139:3, 512-522 (2009). 
評量方式
(僅供參考)
   
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/20  Introduction 
第2週
2/27  MCB, network motif, differential equations, ODE for simple regulation and NAR 
第3週
3/06  NAR (with 1 species) and PAR, toggle & repressilator, introduction of stability analysis 
第4週
3/13  (Roland) linear algebra 
第5週
3/20  stability analysis: PAR, toggle & stem cell; other network motifs and integration. current wet trends. 
第6週
3/27  (Roland) probability and stochastic processes. 
第7週
4/03  spring break 
第8週
4/10  Gillespie, noise, PDE  
第9週
4/17  midterm 
第10週
4/24  Sui Huang's guest lecture: "Genotype-to-Phenotype mapping II: From Cell State to Cell Population Dynamics: Non-genetic Heterogeneity in Cell State Transitions" 
第11週
5/01  (Roland) other approaches 
第12週
5/08  paper I 
第13週
5/15  paper II 
第14週
5/22  paper III 
第15週
5/29  project I 
第16週
6/05  project II 
第17週
6/12  project III