Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biologische Evolution am Computer optimieren

02.01.2006


Informatiker der Universität Jena an neuem EU-Projekt zu biologischen Signalnetzwerken beteiligt


Auf seine Nase kann sich der hungrige Mensch verlassen - sie weist ihm sicher den Weg zum köstlich duftenden Suppentopf auf dem Küchenherd oder zum nächsten Bratwurststand auf der Straße. Bakterien hingegen haben weder eine Nase noch ein Nervensystem wie höher entwickelte Lebewesen, und trotzdem ändern sie ihre Bewegung, wenn sie Nahrungsvorkommen ausmachen. "Sie verfügen also über einen Mechanismus, um ihre Umwelt wahrzunehmen und um sich mitzuteilen", beschreibt Thorsten Lenser von der Friedrich-Schiller-Universität Jena eine Erkenntnis der biologischen Wissenschaft, die den Informatiker herausfordert.

"Zwar wissen die Biologen schon sehr genau über einzelne Zellbestandteile Bescheid, doch das ganze System birgt noch viele Geheimnisse", sagt Lenser. Bei der Entschlüsselung der "Morsezeichen", die Zellen und Zellbestandteile miteinander austauschen, und bei der Rekonstruktion zellulärer Signalnetzwerke will eine Gruppe Jenaer Informatiker den Biologen jetzt helfen. Gemeinsam mit Kollegen von Universitäten aus Birmingham, Dublin und Eindhoven ist die Jenaer Nachwuchsgruppe "Biosystemanalyse" von Dr. Peter Dittrich an dem EU-Projekt "Evolving Cell Signalling Network in Silico" beteiligt, das am 1. Januar 2006 seine Arbeit aufgenommen hat. 1,6 Millionen Euro stellt die EU dem Projekt aus ihrem Forschungsförderprogramm zur Verfügung. "Unser Ziel ist es, mit Hilfe der Informatik die Evolution natürlicher Signalnetzwerke im Computer nachzuspielen, um so deren Arbeitsweise aufklären zu können", erläutert Dr. Dittrich.


Dabei gehe es nicht einfach darum, natürliche Systeme am Computer zu kopieren. Die Bioinformatiker bedienen sich vielmehr des Computers als intelligentem Baumeister. "Wir geben ihm eine bestimmte Anzahl von Komponenten wie Chemikalien und Reaktionsmuster vor, die in den natürlichen Prozessen benutzt werden", so Dittrich. "Der Computer kann sie dann vielfach rekombinieren." Mittel zum Zweck ist dabei ein so genannter evolutionärer Algorithmus, den die Jenaer Informatiker entwickeln. "Nach dieser Handlungsvorschrift errechnet der Computer mehrere mögliche Lösungen für ein Problem, sortiert die besten Varianten davon aus und experimentiert mit diesen weiter", erklärt Thorsten Lenser das Prinzip. Mit dieser Ergebnis-Kette vollziehe der Rechner praktisch die Evolution nach.

"In der Natur haben sich die effektivsten Lösungen für bestimmte Aufgaben über Jahrmillionen durchgesetzt. Mit Hilfe der Informatik können wir diesen Prozess in wesentlich kürzerer Zeit nachvollziehen", ergänzt Dr. Dittrich. So werde es möglich, das Wissen über biologische Prozesse immer mehr zu verfeinern und Erkenntnislücken zu schließen. Die Variantenspiele des Computers könnten den Biologen auch Hinweise darauf geben, an welcher Stelle der Reaktionskette Eingriffe möglich sind, etwa um Krankheiten zu verhindern.

Das Forschungsprojekt zur Simulation natürlicher Signalnetzwerke ist vorerst auf drei Jahre angelegt. Mit den EU-Geldern werden an der Universität Jena für diese Zeit am Institut für Informatik zwei Wissenschaftlerstellen sowie drei studentische Hilfskräfte finanziert.

Kontakt:
Dr. Peter Dittrich
Nachwuchsgruppe "Biosystemanalyse" am Institut für Informatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Ernst-Abbe-Platz 1-3, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 946460, Fax: 03641 / 946372
E-Mail: dittrich[at]inf.uni-jena.de

Axel Burchardt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de/

Weitere Berichte zu: Biologe Evolution Prozess Signalnetzwerke

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics