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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat am 29. Mai einen neuen Sonderforschungsbereich "Theoretische Biologie: Robustheit, Modularität und evolutionäres Design lebender Systeme" eingerichtet. Als Sprecherhochschule fungiert die Humboldt-Universität zu Berlin.
Sonderforschungsbereiche sind langfristig angelegte Forschungseinrichtungen der Hochschulen und tragen zu deren Strukturbildung bei. Sie ermöglichen die Realisierung fachübergreifender Forschungsprogramme, die den Verbund vieler Arbeitsgruppen erfordern. In der Regel führt ein mehrjähriger Diskurs zur Bildung eines solchen Verbundes. Mit der Gründung des Innovationskollegs Theoretische Biologie im Jahr 1996 wurde an der Humboldt-Universität ein "Keimling" gesetzt, aus dem sich Dank organisch wachsender Kooperation mit anderen Institutionen der jetzt von der DFG bewilligte SFB Theoretische Biologie entwickelt hat. Beteiligt sind die HU mit der Charité, FU, TU, Max-Delbrück-Centrum, MPI für Molekulare Genetik, Deutsches Rheumaforschungszentrum sowie das Institut FIRST der Fraunhofer Gesellschaft.
Im Sonderforschungsbereich "Theoretische Biologie" werden sich Theoretiker und Experimentatoren gemeinsam der intellektuellen Herausforderung stellen, die sich aus der gerade ablaufenden "Revolution" experimenteller Techniken ergibt. So können heute zum Beispiel die kompletten Genome von Organismen entschlüsselt und filigrane Aspekte verschiedener Regulationsnetzwerke auf molekularer Ebene beschrieben werden. Die daraus resultierende Fülle an Detailkenntnissen führt aber nicht unmittelbar zu einem tieferen Verständnis der Eigenschaften lebender Systeme. Vielmehr ist ein Brückenschlag vom "Sehen" zum "Verstehen" erforderlich, der nur durch neue theoretische Konzepte, moderne Methoden der Datenanalyse und verfeinerte mathematische Modelle erreicht werden kann.
Die 13 Teilprojekte des Sonderforschungsbereichs befassen sich mit aktuellen Fragen, die sowohl molekulare als auch neuronale und organismische Systeme betreffen. Im Bereich der Molekularbiologie soll zum Beispiel untersucht werden, wie sich aus den von Analyse-Robotern durchgeführten Massenexperimenten zur Genexpression Einsichten über die strukturelle Organisation der Regulation von Genaktivitäten gewinnen lassen. Umgangssprachlich ausgedrückt sprechen Gene ja nur, wenn sie gefragt werden, und dies wirft das Problem auf, wer eigentlich wann und mit wem kommuniziert. Auch bei den Signalübertragungswegen im Immun- und Nervensystem stellt sich die Frage, welche Signalkette wie intensiv mit welcher anderen interagiert und wie viel "Cross Talk" zwischen den einzelnen "Übertragungskanälen" existiert.
Allgemein verbindet die Projekte des Sonderforschungsbereichs ein gemeinsames Interesse am Thema "Modularität", das eng mit der Frage der "Robustheit" verbunden ist. Robustheit bedeutet, dass ein Organismus Systemleistungen aufrechterhalten kann, auch wenn sich die äußeren Umweltbedingungen ändern und interne Systemkomponenten ausfallen oder fehlerhaft sind. Lebende Systeme können in dieser Hinsicht Erstaunliches leisten. So bringt das Hörsystem von Heuschrecken über weite Temperaturbereiche zuverlässige Signalerkennung zu Stande, obwohl sich seine Komponenten bei Temperaturschwankungen dramatisch in ihrer Dynamik und Funktion verändern. Wie hat die Evolution ein derart ausgeklügeltes Design generiert? Dies ist eine Art der Fragestellung, die langfristig alle Projekte betreffen wird.
Weitere Informationen: Prof. Dr. Peter Hammerstein, Tel. 2093-9102
Criteria of this press release:
Biology, Information technology, Mathematics, Physics / astronomy
regional
Research results, Science policy
German
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