Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

In vivo, in vitro, in silico - rule of three for Systems Biology

17.05.2006
By experimenting with mathematical models, HepatoSys - Network Systems Biology - identifies cyclical behaviour in JAK-STAT signal transduction
The virtual liver cell

Prof. Jens Reich, Biomathematician and member of the German National Ethics Council, is one of the scientists within the Systems Biology competence network HepatoSys* who is on the scent of a major mystery of life. His main concern is the question how biological systems with a vast number of subprocesses can function. In order to understand the linkages, identifying agents such as proteins and encymes does not suffice. Of equal importance is the exploration of their interdependency.


Prof. Marino Zerial searches after visualisation of cell organells, to make them accesible for modeling with the computer Photo: M. Zerial
"Reprinted from Cell, Vol.116 , Authors: M. Zerial, Miaczynska, Title of article: APPL Proteins Link Rab5, Pages 445 - 456, Copyright 06.02.2004 with permission from Elsevier

The close collaboration between scientists working in experimental medicine and biology with theorists doing computer modeling in mathematics, physics and engineering sciences has already stood the test. Two years after the launch of the BMBFs funding focus Systems Biology, the networkers of HepatoSys have placed an initial milestone on the way to a virtual liver cell. The aim to reproduce physiological processes not only in vivo (in living organisms) and in vitro (in the test tube), but also in silico** (in the computer), has come closer.

First results

... mehr zu:
»Biology »JAK-STAT

The scientists have succeeded in building a mathematical model of the socalled JAK-STAT signal cascade which contributes to the regulation of both the development and the growth control in mammalian cells. With the help of this model they can predict how fast single steps in signal transduction will take place. Surprisingly, the signal pathway is not linear but occurs in a cyclical manner which is the base for a finely tuned signal transduction.

"The analysis in hepatocytes shows that this principle is universally valid for the JAK-STAT signal pathway. As opposed to conventional approaches, our in silico analyses illustrate that stages of the molecule transport into and out of the nucleus are best suited for an inhibition of signal transduction" explains Dr. Ursula Klingmüller of the HepatoSys network Regeneration. Predictions developed with the help of computers could be validated experimentally. This way, by using the Systems Biology approach, valuable information regarding biological questions can be gathered. They can be used beyond liver cell research, e.g. in the development of cancer medication.

The Vision

Systems Biology is effective yet still at the beginning. Clinical application is a long way ahead says Prof. Timmer, scientific speaker of HepatoSys. "It is our longterm goal to advance medicine from a qualitative, descriptive research discipline to a quantitatively predictive research discipline."

* HepatoSys: a neologism combining Hepatocyte - liver cell - and Systems Biology
** in silico: named after the chemical element silicon which is the base for the production of computer chips. In Systems Biology, the term means the evaluation and graphical display of experimentally gained computer data.
Contact:
Dr. Ute Heisner
HepatoSys -
Network Systems Biology
Project Management
Institute for Physics
University Freiburg
Phone: +49 - (0)761 - 203 5803
Fax: +49 - (0)761 - 203 5967
Email: ute.heisner@fdm.uni-freiburg.de

Dr. Ute Heisner | idw
Weitere Informationen:
http://www.systembiologie.de

Weitere Berichte zu: Biology JAK-STAT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu
05.12.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen
05.12.2016 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

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: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flüssiger Wasserstoff im freien Fall

05.12.2016 | Maschinenbau

Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungsnachrichten