Freie Universität Berlin, Studiengang Bioinformatik, WS 2006/2007

Systembiologie II:
Gestalt, Dynamik und Funktion von biochemischen Netzwerken

Vorlesung

Montags 10-12 Uhr, Takustr. 9, Seminarraum 053

Dozent: Wolfram Liebermeister


Inhalt der Vorlesung

Die Systembiologie betrachtet Zellen als komplexe Systeme und stellt sie, entsprechend unserem momentanen technischen Entwicklungsstand, häufig in Form von statischen Netzwerken dar. Hinter der diskreten Struktur dieser Netze, seien es Stoffwechsel-, Signal- oder Transkriptionsnetze, verbirgt sich stets ein dynamisches System, das bestimmte Aufgaben innerhalb der Zelle erfüllt. Die Vorlesung führt in die strukturelle und dynamische Analyse von biochemischen Netzwerken ein; der Hauptaspekt liegt auf den wechselseitigen Beziehungen zwischen Struktur, Dynamik und Funktion. Wir lernen verschiedene Arten von Netzwerken kennen und verfolgen dabei allgemeine Fragen: inwieweit bestimmt die Netzwerkstruktur das dynamische Verhalten eines Systems? Lassen sich Teilnetzwerke bestimmten Aufgaben zuordnen? Welche Rolle spielen Robustheit und Evolvierbarkeit für das Layout von Netzwerken?

Themen

Gestalt von biochemischen Netzen
  1. Strukturen in genetischen Netzen
  2. Netzwerkmotive und ihre Funktion
  3. Metabolische Wege
  4. Module in Netzwerken
Variabilität und Robustheit
  1. Parameterstreuung und Robustheit
  2. Stabilisierung durch negative Rückkopplung
  3. Exakte Anpassung und Robustheit im Chemotaxissystem
Optimale Steuerung
  1. Optimale metabolische Flüsse; Flux balance analysis
  2. Optimale Steuerung von Enzymaktivitäten
  3. Optimale Steuerung des zeitlichen Verhaltens
Informationsverarbeitung
  1. Informationsverarbeitung und Evolution

Links Literatur Aufgaben Organisatorisches