Seminar SS 2002 Computational Systems Biology - Algorithmische Systembiologie Image by: Chad Rappleye, UCSD Source: http://www-biology.ucsd.edu/news/article_013002.html

Zeit: jeweils Montag, 14.15 - 16.00 Uhr
Ort: Neugasse 23
Beginn: 8. April 2002
Leitung: Peter Dittrich

Das Seminar soll zeigen welche Rolle die Informatik bei der Modellierung komplexer dynamischer Systeme in der Biologie spielt, welche Probleme dabei auftreten und welche Lösungsansätze und Techniken vorhanden sind. Dazu wollen wir uns auf die Systembiolgie konzentrieren, die in einem eher ganzheitlichen Ansatz versucht biologische Prozesse systemtheoretisch zu formalisieren um diese dann auf einem Computer simulieren zu können.

Ein hochgestecktes Ziel der Systembiologie ist die virtuelle Zelle, also der Versuch ein lebendes System möglichst naturgetreu im Computer nachzubilden. Neben der Systembiologie soll aber auch ihr Bezug zu verwandten Gebieten (z.B. Bioinformatik, Artificial Life und Computational Biology) herausgearbeitet werden.

Falls es die Zeit erlaubt, wollen wir auch die Frage diskutieren, inwieweit sich umgekehrt Techniken oder Metaphern der Systembiologie in die Informatik transferieren lassen, um dort die Entwicklung neuer Formen informationsverarbeitender Systeme zu ermöglichen (Stichwort: Natural Computing).

Das Seminar richtet sich an (Bio-)Informatik-, Biologie-, Physik-, Mathematik- und Technikstudierende, die sich für die Modellierung und Simulation biologischer Phänomene interessieren.

Literatur und potenzielle Themen finden sich weiter unten.

Folgende Link-Sammlung zur Systembiologie bietet einen ersten Eindruck von dem Forschungsgebiet.

Zuhörer, die nicht selbst einen Vortrag halten wollen, sind jederzeit willkommen.

Zeitplan

Mögliche Themen

• Modellierung genetischer Netzwerke
  
• Modellierung der Signaltranstuktion
  
• Modellierung metabolischer Systeme
  
• V-Cell
  Eine integrierte Umgebung für die Simulation von Zellprozessen.
• Systems Biology Workbench
  Eine Umgebung zur Integration dynamischer Modelle.
• SBML
  Eine Sprache zur Formulierung dynamischer Modelle
• Computing in Nonlinear Media / Chemical Computing
  Ein Beispiel wie (bio-)chemische Systeme die Konstruktion neuer informationsverarbeitender Systeme inspierieren.
• GPasi
  Simulation bio-chemischer Netzwerke
• Künstliche chemische Systeme
  
• Automatische Rekonstruktion dynamischer Netzwerke
  
• E-Cell
  Ein Beispiel für den Versuch eine ganze Zelle zu Simulieren.
• Artificial Life
  Welche Verbindung besteht zwischen der Systembiologie, Artificial Life und anderen Disziplinen ?

Literatur

[Adamatzky, 2001]

Andrew Adamatzky. Computing in Nonlinear Media and Automata Collectives. Institute of Physics Publishing, Bristol, 2001.

[Bower and Bolouri, 2001]

James M. Bower and Hamid Bolouri, editors. Computational Modeling of Genetic and Biochemical Networks. MIT Press, Cambridge, MA, 2001.

[Campbell, 1997]

Neil A. Campbell. Biologie. Spektrum Akdemischer Verlag, Heidelberg, 1997.

[Haken, 1977]

Hermann Haken. Synergetics: An Indruduction. Springer, Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo, 1977.

[Hofbauer and Sigmund, 1988]

J. Hofbauer and K. Sigmund. Dynamical Systems and the Theory of Evolution. University Press, Cambridge, UK, 1988.

[Holcombe and Paton, 1998]

Mike Holcombe and Ray Paton, editors. Information Processing in Cells and Tissues. Plenum Press, NY, 1998.

[Jetschke, 1989]

G. Jetschke. Mathematik der Selbstorganisation - Qualtitative Theorie Deterministischer und Stochastischer Dynamischer Systeme. Vieweg, Braunschweig, 1989.

[Kitano, 2001]

Hiroaki Kitano, editor. Foundations of Systems Biology. MIT Press, Cambridge, MA, 2001.

[Schwegler, 1992]

Helmut Schwegler. Systemtheorie als Weg zur Vereinheitlichung der Wissenschaften? In W. Krohn and G. Küppers, editors, Emergenz: Die Entstehung von Ordnung, Organisation und Bedeutung, pages 27-56. Suhrkamp, 1992.

[Voit, 2000]

Eberhard O. Voit. Computational Analysis of Biochemical Systems. Cambridge University Press, Cambridge, 2000.

[Watermann, 1995]

Michael S. Watermann. Introduction to Computational Biology. Chapman-Hall, London, 1995.

"Jun 26 2002" Peter Dittrich, LASTNAME@inf.uni-jena.de