Lebende Zellen nachbauen
Freiburger Physiker gewinnen einen internationalen Wettbewerb zur mathematischen Modellierung biologischer Systeme
Mit dem Computer lebende Zellen nachbauen: Ein Team von Freiburger Physikern um Prof. Dr. Jens Timmer hat den internationalen Wettbewerb „DREAM Whole Cell Parameter Estimation Challenge“ zum dritten Mal in Folge gewonnen. Bernhard Steiert, Dr. Andreas Raue und Dr. Clemens Kreutz präsentierten in Toronto/Kanada ihre Methoden zur Konstruktion eines Modells, mit dem sich lebende Zellen am Computer basierend auf mathematischen Modellen simulieren lassen. An solchen Zellen können Forscher auf den Gebieten der Zellbiologie, Systembiologie und Bioinformatik die Wirksamkeit von Medikamenten genauso gut wie an Patienten erproben. Dieser Ansatz ersetzt schon heute einen Teil der teuren und zweitaufwendigen klinischen Tests.
Wie nah die Forscher mit ihren Computermodellen an der Wirklichkeit sind, bewerteten die Veranstalter der DREAM Challenge, indem sie der Wissenschaftsgemeinde ein unvollständiges Modell einer lebenden Zelle mit mehr als 2.000 Reaktionsparametern vorlegten. Die Teilnehmer mussten 30 unbekannte Größen mit mathematischen Methoden aus simulierten Messdaten ermitteln.
Die DREAM-Challenge gilt als weltweit einzigartiger Wettbewerb auf dem Gebiet der systembiologischen Modellbildung. DREAM steht für „Dialogue for Reverse Engineering Assessments and Methods”. Neben der Bewertung der State-of-the-Art-Methodik ist es Ziel des Wettbewerbs, die Verbindung von experimenteller und theoretischer Forschung auf den Gebieten der Zellbiologie, Systembiologie und Bioinformatik zu fördern. Die Freiburger Wissenschaftler sind Experten in der mathematischen Modellierung biologischer Systeme. Unter anderem arbeiten die Physiker auch in enger Kooperation mit anderen Wissenschaftlern daran, ein Computermodell der Leber, die so genannte „Virtuelle Leber“, zu etablieren.
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