超越基因组:基于多尺度智能体与能量约束的生物密码分类体系及其演化意义

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:BioSystems 1.9

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  本综述挑战了现代综合论将生命密码局限于DNA的传统观点,提出生命信息分布于多尺度体系的新范式。作者构建了基于智能体(agent)的生物密码分类框架,整合约束闭包(constraint closure)、能量分配等概念,阐明从分子到细胞层级的探索-利用(exploration-exploitation)权衡机制,为理解蛋白质折叠(Protein Folding Code)、细胞分化等现象提供了新的计算生物学视角。

  
亮点
我们提出生物密码不仅存在于基因组中,而是通过多尺度智能体(multi-scale agents)在能量约束下实现分布式调控。这些密码协调着探索性(如形态发生)和利用性(如代谢维持)行为之间的动态平衡,其层级结构可通过基于智能体的建模(agent-based modeling)进行计算机理重构。
结论
生物智能体(biological agents)从分子到有机体层级均遵循TAME框架定义的尺度无关性目标导向行为。研究表明,可用能量不仅维持自创生(autopoiesis),更驱动着系统以探索性方式适应演化。蛋白质折叠案例证明分子级密码(cd187_dbApr2024)通过分子群智能(molecular swarm intelligence)实现构象调控,与分子伴侣(chaperones)和细胞器(organelles)形成动态反馈网络。
未来展望
当前分类体系仅为生物密码系统化研究的起点。随着代码生物学(code biology)发展,我们预见将出现更多基于能量-信息耦合的 taxonomic 细分维度,为人工智能和合成生物学提供跨尺度设计原则。
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