Systembiologie regenerierender Hepatozyten

Präsentation zum Thema: "Systembiologie regenerierender Hepatozyten"—  Präsentation transkript:

1 Systembiologie regenerierender Hepatozyten
Konsortium: Freiburg/Tübingen/Heidelberg Koordinatoren: HD Dr. J. Timmer Freiburger Zentrum für Datenanalyse und Modellbildung, Universität Freiburg Prof. Dr. Dr. h.c. H. E. Blum Medizinische Universitätsklinik Freiburg

2 Leber Regeneration Freiburg Signalwege 1. Klingmüller
2. Merfort/Sparna 3. Mohr 4. Hecht 5. Borner 6. Klingmüller Transkriptionsfaktoren 7. Schütz/Nordheim Zielgene 8. Donauer 9. Benz

3 Systembiologie der Hepatozytenregeneration
Freiburg Systembiologie der Hepatozytenregeneration Stimulus Ertrag Signal Transduktion Leber Regeneration quantitative, zeitaufgelöste Daten Dynamische Modelle Hypothesen testen Identifikation der Systemeigenschaften Vorhersagen Neue Technologien

4 Der Bottleneck Freiburg Bhalla U.S., Ram P.T., Iyengar R.
MAP Kinase Phosphatase as a Locus of Flexibility in a Mitogen-Activated Protein Kinase Signaling Network. Science 297, 2002, : „Current experimental techniques allow us to observe the predicted systems behavior only in a qualitative manner. To determine quantitative accuracy of our models, techniques that quantitatively and selectively measure biochemical reactions within the cell must be developed.“

5 Freiburg Ziele 1. Systembiologisches Verständnis regenerierender Hepatozyten: - Signaltransduktionskaskaden / Genexpression - Quantitative zeit-aufgelöste Daten - Mathematische Modellierung: - Diskret vs. kontinuierlich ? - Deterministisch vs. stochastisch ? - Optimale Versuchsplanung einsetzbar ? - Systemanalyse: - Sensitivitätsanalysen - Metabolic Control Analysis => Signaling Control Analysis - Feedback-loops - Cross-talk 2. Zelllinie: - Systemisches Verständnis der Regeneration: Kontrollierte Vermehrung und gezielte Differenzierung

6 Verbundstruktur Freiburg
A. SOPs Isolierung/Kultivierung primärer Hepatozyten B. Signalwege der Regeneration - IL-6/STAT - Fas/CD95 - Wnt/bCatenin - ... C. Neue quantitative Messtechniken - Protein-Arrays - Nanopartikel - Imaging D. Bioinformatik, Modellierung und Systemanalyse - Standardisierung - Parameterschätzung - Modellselektion - Signaling Control Analysis

7 Geplantes Vorgehen Freiburg - Modellierung der einzelnen Module
- Stimulusabhängige Dosis-Wirkungs-Kurven - Dynamische Interaktionen der Module - Test von Modellvorhersagen - Zeitabhängiges Verhalten im Verlauf der Regulation

8 Hypothesen Testen Freiburg Modell 1 Modell 2 P-Rezeptor Signal
P-Signal

9 Kommunikationsbedarf
Freiburg Kommunikationsbedarf Biochemiker: - Hepatozytenspezifisches - „Gefühl für Modelle“ - Dynamische Regulationsmechanismen - Experimentelle Versuchsplanung Messtechniker: - Was ist messbar ? - Welche Güte müssen die Daten haben ? Theoretiker: - Was macht biologisch Sinn ?

10 Vernetzung Freiburg NP Modellierung, Bioinformatik Kummer
Stelling, Gilles Heinrich Klipp Herzel NP Zellbiologie Bader Hepatozyten von Weizsäcker Signalwege Klingmüller Merfort/Sparna Mohr Hecht/Peters Borner Transkriptionsfaktoren Schütz/Nordheim Zielgene Donauer/Benz/Walz Bioinformatik, Modellierung & Systemananlyse Timmer Huber Dandekar Neue Techniken Korf Nann Nitschke

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