因为人类基因组计划的完成它已成为日益明显,大多数的表型 - 在有机体中观察到的特征 - 不从单个基因或孤立事件导致。相反,他们从成千上万的分子组成部分的活动出现,因为他们在复杂的调控网络进行交互。这些组件,包括核酸,蛋白质,代谢物和小分子,都共同产生特殊性状。

如果谨慎的平衡在一个监管网络失调 - 例如为,通过基因突变,一种特殊蛋白质,感染或暴露环境影响生物体的生理表达 - 一连串的事件可能梦幻般的表型改变的结果。在许多情况下,这些事件会导致相关联的疾病表型。

从这个角度来看,现在面临生物学家的挑战是了解如何在蛋白的相互作用,细胞的调节逻辑,进化在基因水平,和表观遗传影响在一起的所有工作,以产生(在基因表达比DNA序列的其它因素引起的遗传变化)生理和病理特征。应对挑战ESTA都需要在所涉及正常细胞,组织,并最终从生物体的特定行为的分子间的相互作用的深入,全系统的特性,并确定这些相互作用在这些疾病状态之间的区别。

加入定量的分析和实验

在生物学系统生物学的太阳城网站网址研究人员部门寻求了解在这个高层次的复杂性。在合作经营,多学科团队,我们的工作就是:

  • 地图和在分子水平上重建细胞调控网络
  • 使用计算机模型来预测多样性和表观基因组是如何通过这些网络导致生理或病理表型加工
  • 实验验证计算预测从这些模型得出
  • 开发新技术,在系统水平上研究生物学

这个新的系统级方法生物学需要大规模数据量的生产和分析。它只是在过去十年中有了一些革命性的新技术的到来成为可能,包括:1)高通量筛选设备进行观测和比较大量的网络干扰,以及2)新一代基因测序平台,让我们比较许多在不同条件下的人口或基因表达的个人基因组。在 太阳城网站网址基因组中心,这些技术帮助我们确定的级别制度的差异是因果也就是说,不只是统计上,相关具有鲜明的表型。此外,新的高通量技术为阐明大分子结构和生成代谢,磷酸化蛋白质组学和表观型材发挥着重要作用在已经确定了影响蜂窝网络的自发行为因素。

现在面临的挑战是了解生物学家从分子复杂的表型网络是如何出现的。

也对我们的工作关键是要整合和分析使用各种类型的大型超级计算机上运行的计算算法数据的能力。我们的 中心计算生物学和生物信息学(c2b2) 你已经在系统生物学系的进化作用起到了良好的作用。 C2B2研究人员已经开发出几十种算法进行计算生物学的研究,并通过公开这些访问的平台称为geworkbench提供。这些 软件工具 可用于范围广泛的生物现象,治疗包括基因调控网络,分子结构,和因子调节基因表达这一模式。我们还内置了 计算集群 这是在为进行分子生物学和系统研究的最大平台。这些资源使我们能够开发出可以在当时的实验室进行测试的监管网络的模型。

研究领域和目标

定量分析,高通量实验和技术的融合发展是哥伦比亚系统生物学的标志。我们所做的一切,系统生物学系强调定量相结合的重要性所用方法的实验,并汇集了理论和实际应用的。使我们能够接近ESTA在广泛的领域,包括从事研究:

  • 蛋白质的结构,功能,和定位的预测
  • 蛋白质 - 蛋白质和蛋白质-DNA相互作用的研究
  • 基因表达分析和调控网络结构的预测
  • 复杂的研究遗传性状
  • 重建和代谢网络分析
  • 蜂窝网络的动态模拟
  • 图像分析和解读

我们的目标不只是产生新的生物见解,而且要发展创新的算法,技术,并会导致metodologías那未来发现。如癌症,免疫学,干细胞,发育生物学,神经退行性疾病和代谢综合症:如糖尿病,此外,我们的很多工作都是围绕驾驶相关的生物学问题领域举办。最终,我们的希望是,隔离在生物网络的关键点有助于确定疾病或最终导致的生物标志物,以新的战略,改善人类健康。