生物物理(Biophysics)是一門使用物理理論和方法研究生物系統(tǒng)的交叉學(xué)科,包括所有層級的生物結(jié)構(gòu)——從生物分子到生物器官甚至整個生態(tài)系統(tǒng),都屬于生物物理的研究領(lǐng)域。生物物理與生物化學(xué)、納米技術(shù)、生物工程、農(nóng)學(xué)物理(Agrophysics)、系統(tǒng)生物學(xué)等學(xué)科都有較大的重疊。生物物理通常被視作連接生物學(xué)與物理學(xué)的橋梁。*(1)
主要分支
一般的大學(xué)很少為生物物理單獨(dú)設(shè)系,相應(yīng)地,生物物理一般設(shè)在分子生物、生物化學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、心理學(xué)、物理學(xué)、或納米科學(xué)系等系所之下。以下是常見的設(shè)有有時(shí)會設(shè)有生物物理學(xué)專業(yè)的系,按所設(shè)系不同,一般其研究的方向也不同。
- 生物系或分子生物系:絕大多數(shù)的生物物理學(xué)專業(yè)都是開在這兩個系之下。其研究內(nèi)容一般包括:基因調(diào)控(gene regulation)、單一蛋白質(zhì)動態(tài)(single protein dynamics)、生物能(bioenergetics)、膜片鉗(patch clamping)、生物力學(xué)(biomechanical)。
- 結(jié)構(gòu)生物學(xué)系(Structural biology):主要研究蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、碳水化合物、及它們的復(fù)合體的結(jié)構(gòu)。
- 生物化學(xué)系或化學(xué)系:主要研究生物分子結(jié)構(gòu)、RNA、核酸結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系。
- 計(jì)算機(jī)系:主要研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural networks)、生物分子和藥物數(shù)據(jù)庫。
- 計(jì)算化學(xué)系(Computational chemistry):主要研究分子動力模擬(molecular dynamics simulation)、分子對接(molecular docking)和量子化學(xué)(quantum chemistry)。
- 生物信息系(Bioinformatics):主要研究DNA/RNA序列比對(sequence alignment)及結(jié)構(gòu)比對(structural alignment)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(protein structure prediction)
- 數(shù)學(xué)系:主要研究與生物學(xué)相關(guān)的圖形/網(wǎng)絡(luò)理論、人口建模、動力系統(tǒng)、系統(tǒng)發(fā)育(phylogenetics)
- 醫(yī)學(xué)或神經(jīng)科學(xué)系:主要研究如何從實(shí)踐上和理論上掌握神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(neural networks),膜介電常數(shù)(membrane permitivity),基因治療(gene therapy),了解腫瘤(tumors)
- 藥學(xué)或藥理學(xué)系:主要研究膜通道(channelomics)、生物分子相互作用(biomolecular interactions)、細(xì)胞膜(cellular membranes)、聚酮化合物(polyketides)
- 物理系:主要研究與生物學(xué)相關(guān)的負(fù)熵(negentropy)、隨機(jī)過程(stochastic processes)、 涵蓋動態(tài)(covering dynamics0等理論。
- 量子生物物理系:主要使用量子力學(xué)的觀點(diǎn)研究生物物理。
- 農(nóng)學(xué)與農(nóng)業(yè)系。
參考資料
(1) Biophysics Wikipedia
(2) Biochemists and Biophysicists US Bureau of Labor Statistics
(3) Biological Science Teachers, Postsecondary US Bureau of Labor Statistics
(4) Best Biochemistry / Biophysics / Structural Biology Programs 2013-2014 USNEWS
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