Komplexe Datenanalyse in Life Sciences und Biotechnologie

Biologische Systeme sind komplexe Systeme, in welchen durch die Wechselwirkungen zahlreicher Moleküle Reaktionen ausgeführt werden, die letztendlich Leben ermöglichen. Bislang gängige Technologien haben Einblicke nur in Teilbereiche biologischer Systeme gewährt. Hingegen erlauben neue Technologien, vor allem aus den Gebieten der Nanotechnologie, des Imaging und der Massenspektrometrie, die komplexen Bestandteile und Wechselwirkungen biologischer Systeme in ihrer Gesamtheit quantitativ zu erfassen. Hierdurch werden Biologen jedoch mit immer größeren und komplexeren Datensätzen konfrontiert. Diese werden mit Hilfe von informatischen und mathematischen Methoden analysiert. 

 

BioComp hilft biologische Systeme in ihrer Gesamtheit zu verstehen

Der Forschungsschwerpunkt BioComp wurde im Rahmen der Forschungsinitiative Rheinland-Pfalz im Januar 2014 gegründet. In der ersten Förderperiode (2014-2016, BioComp 1.0: Complex Data Analysis in Life Sciences and Biotechnology) wurden Verfahren entwickelt und angewendet, die helfen, biologische Systeme in ihrer Gesamtheit zu verstehen. Ziel der folgenden zwei Jahre (2017-2018, BioComp 2.0: Dynamic Membrane Processes in Biological Systems) war die Untersuchung dynamischer Prozesse, die in, an, oder mit Hilfe von Biomembranen stattfinden. Diese Prozesse erfassten wir mit Hilfe systembiologischer Ansätze.

Auch in der weiteren Projektphase von 2019 - 2023 sind wir im Projekt involviert. In dieser Zeit entwickeln wir eine Software-Infrastruktur zur integrativen Analyse biologischer Daten. Die zu meisternden Herausforderungen reichen dabei von der Prozessierung und Auswertung von Rohdaten bis zur Identifizierung von Beziehungen und Verbindungen innerhalb der Daten.

Bei den in BioComp angesiedelten Projekten werden komplexe quantitative Daten gewonnen und in enger Kooperation mit Forschenden aus der Informatik und Mathematik verarbeitet und interpretierbar gemacht. Die daraus entstehenden Modelle führen zu spannenden mathematischen Fragestellungen und zur (Weiter-) Entwicklung von geeigneten mathematischen Methoden und Algorithmen.

Um systembiologische Verfahren zu entwickeln und nachhaltig anwendbar zu machen, kooperieren in BioComp Gruppen aus

• den Fachbereichen der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau RPTU (Biologie, Physik, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Mathematik und Informatik)
  
• und unserem Institut.