Pulsen På Systembiologi

Konferanseserien «International Conference in Systems Biology» har i flere år vært blant de største innenfor feltet. Årets konferanse i Bacelona er nå ferdig – med et vel gjennomført og variert program. Senter for Digitalt Liv var der og informerte om det nye senteret. Et av våre ferske prosjekter, dCod v1.0 deltok også og presentert data.

Det har over flere år vært et slags todeling av bidragene ved ICSB konferansene – dataintegreringsstudier fra ulike omics-teknologier og studier som driver mekanistisk (for det meste ODE-basert) modellering av cellulære prosesser. I år var det er flere presentasjoner hvor man kombinerer disse tilnærmingene gjennom bruk av kunnskapsbaser og automatiserte metoder for generering av modeller. Modeller av denne størrelsen, som gjerne inneholder flere tusen reaksjoner og enda flere parametre, har store utfordringer med å tilpasse disse basert på eksisterende datamengder. Likevel er det en positiv trend her – denne tilnærmingen gjør det betydelig bedre enn statistiske metoder i å predikere kreftcellers respons på ulike medikamenter og kombinasjoner av disse. Det pågår også lignende forskning i Norge, i gruppene til Liv Thommesen og Astrid Lægreid ved NTNU brukes logiske modeller av kreftcellesignalisering for å predikere respons på ulike kombinasjoner av behandling («Drug Logics»). Åsmund Flobakk presenterte resultater for dette.

Et spesielt initiativ ved årets konferanse var et forsøk på å koble systembiologimiljøene med miljøer fra beregningsorientert nevrovitenskap. Disse miljøene har lenge vært og er i stor grad fortsatt helt isolerte. Det er nok historiske årsaker til dette - Mye av «computational neuroscience» springer ut av elektrofysiologi og Hodgkin & Huxley sine arbeider på blekksprut aksonet, mens systembiologien kommer i stor grad fra matematiske analyser av metabolisme og fra HT teknologier. Plenary foredrag (Gilles Laurent) og en sesjon innen systems neuroscience – på mekanismer for neural computation - var inkludert i programmet for å knytte miljøene bedre sammen. Det er mye miljøene kan lære av hverandre, men også andre disipliner kan lære av de mekanismene som evolusjonen har skapt for problemløsing. Et interessant eksempel er fisk som kontrollerer pigmenter på overflaten for å mimikere sitt miljø – dette kan de fra de klekker - til de er et voksent individ – i løpet av en brøkdel av et sekund, uten å bruke synet for å korrigere. Dette er komplisert maskinlæring.

Presentasjon av Senter for Digitalt Liv Norge - Fatemeh Z. Ghavidel (postdoktor og koordinator) og Rune Kleppe.

En interessant kobling til nevrovitenskap var elektrokjemisk signalisering i biofilm av bakterier (Gurol Suel). Det viser seg at aminosyren glutamat, som er den mest vanlige eksitatoriske nevrotransmitteren i sentralnervesystemet, også kan fungere som et ekstracellulært signal i voksende biofilmer. Her for å regulere veksthastigheten til bakterie kolonien for å hindre utsulting av kolonien. Opptak og sensing av glutamat er koblet til endringer i bakteriens membranpotensial og utskillelse av kaliumioner. Dette signalsystemet skaper bølger av kommunikasjon gjennom kolonien, en kommunikasjon som kan styres når man kjenner de molekylære mekanismene – kanskje som behandling.

Studier av cellulære prosesser på enkeltcellenivå har blitt en viktig gren innenfor systemmodellering. Ghalit Lahav holdt en interessant forelesning om enkeltcelledynamikk i kreftceller på respons til cytostatika. Ulik kinetikk på molekylære responser, f.eks. kjernelokalisering av p53, mellom individuelle celler samsvarer med store forskjeller i utfallet av cytostatikabehandling – celledød, celledvale eller til og med vekst. Det betyr også at det ikke alltid er enkelt eller riktig å sammenligne målinger på populasjonsnivå, med målinger på enkeltceller.

Som ellers på ICSB var det mange presentasjoner og matematiske diskusjoner om molekylære mekanismer som gir opphav til multistabilitet, adaptasjon, periodisitet i molekylære nettverk/kretser. Hva betyr det f.eks. at neurospora har valgt en annen molekylær mekanisme (multifosforylering) enn pattedyr (kompleksdannelse) for feedback-hemming i cirkadiske rytmer (forsinket feedback er en viktig mekanisme for å skape periodisiteten)? Det kan se ut som bare den ene av de to mekanismene (kompleksdannelse, sekvestrering) gjør det mulig å synkronisere klokkene mellom koblede celler på gjennomsnittet (Jae Kyoung Kim), mens en cooperativ multifosforyleringsmekanisme synkroniserer mot den raskeste perioden.

Forsker Fekadu Yadetie fra dCod v1.0 presenterer sine funn. Foto: Rune Kleppe.

Dette er selvsagt bare noen få glimt av programmet på årets konferanse. For Digitalt Liv kan man si at selv om senteret og prosjektene på sett og vis fremdeles er på vei ut av startgropen, er allerede data presentert (dCod) – Digital Salmon presenterte på datahåndteringsworkshop (FAIRDOM) – og vi har fått reklamert for senteret. Det er sikkert stor aktivitet i de ulike prosjektene for å presentere DLN forskning i ulike internasjonale fora.

Forfatter

Rune Kleppe

E-post: rune.kleppe@uib.no
Tlf: 55584068

Profil

Tema
Konferanse / Workshop

Publisert: 14. Mar 2017 - kl. 09:25
Sist oppdatert: 23. Mar 2017 - kl. 12:19