Systembiologie

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In medizinischen und biologischen An­wen­dun­gen gibt es häufig Fra­ge­stel­lun­gen wie "Was passiert in dem biologischen System unter diesen oder jenen Bedingungen?" und "Wie kann das System gezielt beeinflusst werden?"

Eine Antwort liefert das Verstehen der biochemischen, regulierten Prozesse mithilfe der Systembiologie (engl. Systems Biology, alternative Begriffe: Theoretische Biologie, Biokybernetik). Darunter wird der interdisziplinäre Einsatz einer Vielzahl von Me­tho­den verstanden, die gemeinsam ein wichtiges Forschungsgebiet der Le­bens­wis­sen­schaf­ten (engl. Life Sciences) darstellen.

Untersuchte Teilprozesse (und Ein­zel­in­ter­ak­tio­nen darin) sind beispielsweise der Stoffwechsel, die Sig­nal­trans­duk­tion und die Genexpression biologischer Systeme. Die mathematischen Modellierungsansätze der Systembiologie ergänzen die der Bio­in­for­ma­tik und besitzen dabei ihren Schwer­punkt in der wissensbasierten, bottom-up Modellierung.

Wir bieten


BioControl setzt die systembiologischen Me­tho­den gezielt in der Grund­la­gen­for­schung und in An­wen­dungs­ge­bie­ten wie der Me­di­zin­tech­nik und der Bio­pro­zess­tech­nik ein. Als Beispiele sind die Analyse biologischer Stoff­wech­sel­vor­gän­ge oder Al­go­rith­men für die Nutzung von Mi­kro­or­ga­nis­men in Pro­duk­tions­pro­zes­sen (Ver­fah­rens­tech­nik, Pharmazie, Le­bens­mit­tel­tech­no­lo­gie) zu nennen.

Unsere systembiologischen methodischen Schwerpunkte liegen auf der Beschreibung der Systeme und ihrer Dynamik mithilfe von Dif­fe­ren­tial­glei­chun­gen, logischen Mo­del­len sowie weiteren mathematischen Ansätzen. Diese Modelle können zur Analyse simuliert werden, und die so gewonnenen Hypothesen liefern den Aus­gangs­punkt für die experimentelle Va­li­die­rung. Die so ausgewerteten und aufbereiteten Er­geb­nis­se liefern schließlich Ant­wor­ten auf die oben beschriebenen Fra­ge­stel­lun­gen.

Anwendungen


  • Omics-Analyse (Immunantwort auf Infektionen)
  • Stoffwechsel-Modellierung (Elektronentransportkette von Escherichia coli)
  • (Nichtlineare) Populationsdynamik und Infektionsmodelle (inklusive CoViD-19-Pandemie)
  • Modellierung der Signaltransduktion
  • Pharmakokinetik und Pharmakodynamik