Systembiologi

Systembiologi

Genom att kombinera matematiska modeller, tidigare kunskap och experimentella data reder vi ut biologiska mekanismer och bidrar till utveckling av nya läkemedel samt kliniska verktyg.

Fältet systembiologi har uppstått som respons till behovet av att analysera storskaliga data, samt den växande insikten att biologi inte kan förstås enbart genom att analysera enskilda biologiska komponenter, utan måste förstås på systemnivå. Till exempel kan en cell inte förstås enbart genom att studera dess proteiner, metaboliter, etc. i provrör utan måste förstås i det dynamiska samspelet i den levande cellen. Vi beskriver och testar denna förståelse genom att formulera matematiska modeller. Dessa modeller formuleras baserat på hypoteser om hur systemet fungerar och testas och förfinas genom att jämföra modellprediktioner med experimentella data. 

Ett typiskt projektflöde

Vi gör modellering i samarbete med ett flertal experimentella grupper, där vi fokuserar på olika biologiska system. I dessa projekt är våra samarbetspartners biologiska experter, och vi är experter på modellering. Detta innebär att våra samarbetspartners inte behöver ha djupa kunskapar om modellering, det räcker om de förstår det grundläggande projektflödet.  Detta flöde består av en serie steg, som upprepas iterativt. Först försöker vi formulera modeller över hur systemet fungerar givet hypoteser som samarbetspartnern har. Modellerna tränas och utvärderas mot experimentella data (som oftast kommer från samarbetspartnern, och som oftast är tidsserier). Om modellen kan förklara data tillräckligt bra går vi vidare till "validering" av modellen. Modellen används då för att göra en prediktion av nytt data som modellen inte har tränats på. Om modellen inte kan förklara det nya datat måste modellen (och motsvarande hypotes) förkastas. Detta medför att vi måste formulera en ny, alternativ modell, vilket görs (i bästa fall) i samarbete med den biologiska experten.  Detta steg upprepas tills en modell kan förklara datat. När det finns en validerad modell görs nya prediktioner samt analyser av osäkerheter i modellen. Dessa prediktioner kan sedan användas för att tex leta efter nya läkemedelskandidater, eller som beslutsstöd för tex läkare som letar efter en bästa behandling.

Aktiva projekt

Vi jobbar nu med modellering av t.ex. insulin signalering och lipolys i fettceller; flöden av näringsämnen på en helkroppsnivå; tolkning av fMRI signaler i hjärna, hjärta, och kvantifiering av leversjukdom med hjälp av MRI; användande av modeller för läkemedelsutveckling; samt modellering för ersättning av djurförsök. I system biologi gruppen letar vi konstant efter nya samarbetspartners, oavsett om det är studenter som är intresserade av att göra projekt hos oss, experimentalister för att kunna starta nya projekt, eller företag som skulle kunna använda våra insikter för att förbättra för gemene man. Kontakta oss gärna om detta låter intressant, och du skulle vilja veta mer!
 

Medarbetare