Ecologie van biomoleculen

In de biologie is een revolutie in de wetenschap gaande.  Deze leidt weg van gen-georiënteerde eenvoud en in de richting van complex systeemgedrag dat voortkomt uit netwerkende biomoleculen. Deze verschuiving is ongetwijfeld aangewakkerd door de technologische ontwikkelingen van de laatste tien jaar. Tegenwoordig besteden veel biologen meer tijd aan de analyse van data, dan aan het genereren ervan.

Maar er is meer gebeurd, vooral in het hoofd van de bioloog. Genenjagers en reductionisten die componenten zoals genen, eiwitten of RNA in isolatie bestudeerden, domineerden lange tijd het denken. Wat dit en vele andere genoomprojecten vooral aantoonden, is hoe weinig we begrijpen van biologische systemen, zelfs als we alle componenten kennen, in dit geval de genen.


Beeld: Metabolic reconstruction of L. plantarum


Wat we nodig hebben om ziektes te begrijpen of biotechnologische verbeteringen door te voeren, is het begrijpen van de interactie tussen deze componenten en hoe ze zo tot systeemgedrag komen.

Binnen de VU wordt er op verschillende manieren gewerkt aan systeembiologie en integratieve bioinformatica. Binnen het Centrum voor Integratieve Bioinformatica van de VU (IBIVU) zijn bijvoorbeeld modellen ontwikkeld die ‘genomen’ besluiten door moleculen kunnen simuleren. Dit model is in staat de uitkomst van zeer complexe differentiatieproces correct te voorspellen (Bonzanni et al, Bioinformatics 2009). Ook zijn er modellen ontwikkeld die de stofwisseling van eencelligen zoals: bacteriën, gisten, maar wellicht ook kankercellen kunnen simuleren. Deze ‘Tom-Toms van de metabole wegen’ geven inzicht in het aantal stoffen dat omgezet kan worden in een cel, en hoe dat gebeurt.

Door te kijken naar de meest optimale route kan zelfs het gedrag van bacteriën na langdurige selectie worden voorspeld (Teusink et al, PLOS Comp Biol 2009). Net als in de fileproblematiek wordt er gekeken naar de manier waarop chemische verkeerstromen te verleggen zijn, of knelpunten opgelost: beiden zijn direct relevant voor biotechnologische en medische doeleinden.

Het ontdekken van biomerkers uit grote databestanden en het gebruiken van modellen om complexe biologische processen beter te begrijpen, zullen bij het nieuwe interfacultaire onderzoeksinstituut Amsterdam Institute for Molecules, Medicines and System (AIMMS) een belangrijke rol spelen.

Kijk voor meer informatie op: IBIVU, AIMMS of NISB
Dit is een onderzoeksproject van het Amsterdam Institute for Molecules, Medicines and Systems (AIMMS)
empty