Vortrag und Ausarbeitung

Systembiologie ist ein Gemeinschaftsprojekt vielfältiger wissenschaftlicher Disziplinen mit dem Ziel, aus der Gesamtheit aller Bausteine des Lebens auf den zu erwartenden Phänotyp schließen zu können. Dazu kommen Computermodelle der betrachteten Lebensformen zum Einsatz, deren Simulation Aufschluss über die vielfältigen Vorgänge in lebenden Systemen gewährt. Dieses Proseminar bietet einen weitgefächerten Einblick in vielfältige Bereiche der rechnergestützten Systembiologie.

In ausgewählten Themen werden grundlegende Techniken zur Modellierung und Simulation eingeführt, darunter die auf Einschränkungen basierende Modellierung, kinetische Modellierung, der stochastische Gillespie-Algorithmus, Stichprobenverfahren sowie Anwendungsmöglichkeiten in der Biotechnologie und im Gesundheitswesen.

Die Studierenden präsentieren und diskutieren aktuelle Publikationen in Kombination mit den Grundlagen dahinterstehender Theorien, Methoden und Algorithmen. Durch Diskussionen ausgewählter Publikationen werden die Studierenden lernen, rechnergestützte Modellierung als Werkzeug einzusetzen und experimentelle Daten in die Modelle einfließen lassen können.

- Erlernen grundlegender Konzepte in der biologischen Netzwerkmodellierung für einen integrativen Ansatz zur Untersuchung lebender Systeme.
- Erwerb von Fähigkeiten zum Verständnis der Konzepte mathematischer oder rechnergestützter Modelle biologischer Systeme und ihrer Analyse im Kontext von Labordatensätzen.
- Vertrautheit mit wesentlichen Computerwerkzeugen zur Konstruktion der Modelle.
- Verständnis der Terminologie in systembiologischen Publikationen.

Die Studierenden erwerben einen weitgefächerten Überblick der Systembiologie.

Herbert M. Sauro, Systems Biology: Introduction to Pathway Modeling. Ambrosius Publishing, 2018.
- Reinhart Heinrich und Stefan Schuster. The regulation of cellular systems. Springer, 2012.
- Reihaneh Mostolizadeh, Andreas Dräger und Neema Jamshidi. Insights into Dynamic Network States Using Metabolomic Data. In: Angelo D'Alessandro (Editor) High-Throughput Metabolomics. Methods in Molecular Biology, Band 1978, Kapitel, Seiten 243-258. Humana, New York, NY, 23. Mai 2019.
- Palsson, Bernhard Ø. Systems Biology: Properties of Reconstructed Networks. Cambridge University Press, 2007.
- Palsson, Bernhard Ø. Systems Biology: Constraint-based Reconstruction and Analysis. Cambridge University Press, 2015.
- Weitere Publikationen werden in der Veranstaltung ausgegeben.