Systembiologin i fokus i ny avhandling
Som en följd av de ökade möjligheterna att mäta olika reaktioner i biologiska system har matematisk modellering blivit ett populärt, och ibland till och med nödvändigt, verktyg för att kunna tolka nya experimentella resultat. Detta har lett till att ett nytt forskningsområde utvecklats, systembiologi. Nyligen försvarade Gunnar Cedersund på Chalmers en av de första svenska doktorsavhandlingarna i ämnet.
Inom systembiologin studeras inte enskilda komponenterna separat, utan de undersöks alltid som en del av det levande system där de ingår. Interaktionen mellan delen och helheten är alltså en viktig del av systembiologin. Andra centrala frågeställningar rör skillnader mellan intakta levande system, och artificiella provrörssystem. För att bättre kunna studera sådana frågor har Gunnar Cedersund utvecklat ett nytt modelleringsramverk, core-box modellering.
– Med detta ramverk kan vi både ta med alla relevanta biokemiska detaljer i en cell och bestämma vilka delar av modellen som vi kan dra mest slutsatser kring. Det är nämligen fortfarande så att dagens mätningar inte räcker till att validera en hel modell, utan bara vissa aspekter av den. När dessa välbestämda delar sedan är karakteriserade är det lättare att dra slutsatser utifrån de data vi har. Det gör det också lättare att förstå vilka experiment som behöver göras för att ta reda på det vi ännu inte kan säga något om, säger Gunnar Cedersund.
Detta kan också göra det möjligt att snabbare och billigare utveckla nya läkemedel. Det leder till användandet av färre försöksdjur, och ger dessutom en bättre förståelse för hur läkemedlen faktiskt fungerar.
Gunnar Cedersund har visat fördelarna med matematisk modellering i flera system som har att göra med sockerreglering, och har bland annat använt modellering för att lösa ett 25 år gammalt problem rörande kontroll av glykolysen – nämligen bildningen av mjölksyra i musklerna efter ansträngning vid dålig syretillförsel.
Avhandlingen är en del av Chalmers satsning på systembiologi, och är också en del av BioSim, ett stort europeiskt nätverk. En av de långsiktiga målsättningarna med detta nätverk är att bygga en matematisk modell som kombinerar relevanta delsystem inuti de enskilda celltyperna till en modell för sockerregleringen i hela kroppen.
Avhandlingen “Core-box Modelling – Theoretical Contributions and Applications to Glucose Homeostasis Related Systems” försvarades vid en disputation på Chalmers den 26 oktober 2006.
Kontaktinformation
Mer information
Gunnar Cedersund, Fraunhofer-Chalmers center för industrimatematik, FCC, och Institutionen för signaler och system, Chalmers,
tel: 0702-51 23 23,
e-post: gunnar@fcc.chalmers.se
Handledare: Mats Jirstrand, FCC,
tel: 772 4250,
e-post: matsj@fcc.chalmers.se
