De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Systems Biology “Systems Biology, the future of biology in the 21 st century” Kitano 2002.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Systems Biology “Systems Biology, the future of biology in the 21 st century” Kitano 2002."— Transcript van de presentatie:

1 Systems Biology “Systems Biology, the future of biology in the 21 st century” Kitano 2002

2 Overzicht Inleiding Definitie bio-informatica Definitie systeembiologie Bio-informatica onderzoek –Motiefdetectie & comparatieve genoomanalyse –Analyse van high-throughput data –Pragmatische netwerkinferentie –Gepland onderzoek –Samenwerkingen Bio-informatica onderwijs Motivatie

3 Kathleen Marchal 1995: Bio-ir. in de Scheikunde (KULeuven) : PhD FLTBW (CMPG, KULeuven) 1999-…: werkzaam als postdoc FWO in de BioI- onderzoeksgroep van ESAT/SCD (KULeuven) Bio-informatica ESAT/SCD Bio-informatica onderzoek voor klinische applicaties Bio-IT onderzoek: database management, standaardisatie Systems Biology onderzoek Inleiding

4 Bio-informatica definitie “Klassieke" bio-informatica –Gebruik van computers/algoritmes voor analyse van moleculair biologische data –Computational biology Alignments Phylogeny Protein structure modeling,… Eerste citaties met “bioinformatics” Trends Biotechnol 1993 Ann N Y Acad Sci 1993

5 Bio-informatica definitie Sequentiedata Microarraydata SAGE ChIP-chipdata Revolutie in moleculaire biologie …

6 Bio-informatica definitie "Nieuwe" bio-informatica –Structural genomics –Comparative genomics –Functional genomics Mechanistic Biology Systems Biology

7 Systeembiologie Onderzoek naar systeembiologie –Reconstructie van regulatorische netwerken (systeembiologie) in prokaryoten en eukaryoten –Mechanistisch inzicht in het gedrag van een biologisch systeem Systems biology is in its infancy, but this is the area that has to be explored and the area that we believe to be the main stream in biological sciences in this century References: H. Kitano, Systems Biology: a brief overview, Science, 295: , 2002 H. Kitano, Computational Systems Biology, Nature, 420: , 2002

8 Bio-informatica: interdisciplinair onderzoek Bio-informatica is geen “magic” maar impliceert volwaardig onderzoek Relevante problemen voor het bioi-onderzoek ontstaan vanuit de moleculaire biologie Moleculair biologische kennis en “wet lab” ervaring zijn essentieel Bio-informatica ondersteuning essentieel voor moleculair biologisch onderzoek Systems Engineering Biochemistry Molecular Biology Biophysics Statistics Mathematics Informatics Systems Biology Bio-informatica onderzoek Systems Biology = Biosciences + Computational Sciences + Systems Engineering +...

9 Overzicht systeembiologie Databronnen Datacompendia Databronnen PreprocessingMotiefdetectie Pragmatische Inferentieprocedure Motiefcompendium Biologische doelstellingen Motiefmodule Netwerkmodule Expressiegedrag Sequentie-dataMicroarray dataChIP-chip data ExpressieprofielenLocatie-data Netwerkinferentie ‘Omics’-data Geïnfereerd netwerk Bio-informatica

10 Motiefdetectie en comparatieve genoomanalyse Databronnen Datacompendia Databronnen PreprocessingMotiefdetectie Pragmatische Inferentieprocedure Motiefcompendium Biologische doelstellingen Motiefmodule Netwerkmodule Expressiegedrag Sequentie-dataMicroarray dataChIP-chip data ExpressieprofielenLocatie-data Netwerkinferentie ‘Omics’-data Geïnfereerd netwerk Bio-informatica

11 Sequentiedata Motiefdata Motiefdetectie gebaseerd op Gibbs sampling (G. Thijs) Transcriptieregulatie Motiefdetectie en comparatieve genoomanalyse Thijs et al. 2001, Bioinformatics Thijs et al. 2002, J. Comput Biol Lescot et al. 2002, NAR Marchal et al. 2003, Trends in Micr.

12 Phylogenetic footprinting in prokaryoten gebaseerd op Gibbs sampling (P. Monsieurs) Phylogenetic footprinting in eukaryoten (R. Van Hellemont) Marchal et al., 2004, Genome Biology Rombauts et al., 2004, Plant Physiol Motiefdetectie en comparatieve genoomanalyse

13 Analyse van high-throughput data Databronnen Datacompendia Databronnen PreprocessingMotiefdetectie Pragmatische Inferentieprocedure Motiefcompendium Biologische doelstellingen Motiefmodule Netwerkmodule Expressiegedrag Sequentie-dataMicroarray dataChIP-chip data ExpressieprofielenLocatie-data Netwerkinferentie ‘Omics’-data Geïnfereerd netwerk Bio-informatica

14 Analyse van high-throughput data Microarray-dataExpressiedata Preprocessing ChIP-chip-dataInteractiedata Preprocessing

15 Normalisatie van ruwe data (K. Engelen) Verwijderen van consistente bronnen van experimentele variatie Analyse van complexe experimentele designs (F. De Smet) –Feature-extractie –Clustering Marchal et al., 2002, J Biol Systems Engelen et al., 2003, Bioinformatics De Smet et al., 2003, Bioinformatics Marchal et al., 2004, Toxicogenomics Analyse van high-throughput data

16 Pragmatische netwerkinferentie Databronnen Datacompendia Databronnen PreprocessingMotiefdetectie Pragmatische Inferentieprocedure Motiefcompendium Biologische doelstellingen Motiefmodule Netwerkmodule Expressiegedrag Sequentie-dataMicroarray dataChIP-chip data ExpressieprofielenLocatie-data Netwerkinferentie ‘Omics’-data Geïnfereerd netwerk Bio-informatica

17 Ondergedetermineerd: –6000*6000 interacties –10 a 30 experimenten Pragmatisch, stapsgewijs algoritme (Bayesiaans) –Incorporeert prior-kennis –Belang van experimenteel design Reconstructie van transcriptionele netwerken a.h.v expressiedata Pragmatische netwerkinferentie

18 Toekomst: focus op Systeembiologie Wetenschappelijke doelstelling –Compendium microarray-data –Compendium motiefdata –Compendium ChIP-chip-data –Netwerkinferentie Ideale onderzoeksomgeving –Expertise in bio-informatica FTW/FLTBW –Geïntegreerd onderzoek Salmonella systeembiologie (CMPG, KULeuven) Saccharomyces systeembiologie (Lab of Functional Biology, KULeuven) Beoogde resultaten –Uitbereiden naar andere groepen binnen FLTBW –Publicaties met hoge visibiliteit –Internationale samenwerkingen uitbouwen (EU)

19 Bio-informatica onderzoek –Prof. Y. Van de Peer, (U. Gent) –Dr. B. Naudts, ISLab (UA) Geïntegreerd onderzoek –Prof. J. Vanderleyden (CMPG, KULeuven) –Prof. J. Winderickx (Lab. Functional Biology, KULeuven) Dienstverlening –Microarray-analyse en experimenteel design Prof. R. Bouillon (LEGENDO, KULeuven) Prof J. Vanderleyden (CMPG, KULeuven) Prof. T. Ayoubi (VIB) Prof. P. Van Hummelen (MAF, VIB) –Sequentie-analyse en annotatie Prof. J. Michiels (CMPG, KULeuven) Prof J. Vanderleyden (CMPG, KULeuven) Samenwerkingen

20 Onderwijs Onderwijs KULeuven –IF17: Bio-informatics (GGS Bio-informatics) –IE72: Bio-informatica werkcollege (FLTBW) –I427A: Seminaries Cel- en Genbiotechnologie (FLTBW) –Begeleiden van thesisstudenten Onderwijs buiten KULeuven –ICES (Instituut permanente vorming; Bioinformatics, Biostatistics), U. Gent –Masters of Biotechnology, U. Gent Didactische methode –Praktisch en theoretisch inzicht –Exemplarisch –Toegepast op biologisch relevante voorbeelden –Aangepaste cursustekst Dienstverlening –Lid van de POC GGS Bioinformatics –Opstellen van de syllabi voor de BAMA Cel- en Genbiotechnologie “Bio-informatica als essentieel onderdeel van het curriculum moleculaire biologie”

21 Motivatie Onderzoeksaspect –Uitdaging van wetenschappelijk onderzoek –Analytisch aspect: hoe efficient probleem oplossen door combinatie van verschillende disciplines –Biologisch aspect: Noodzaak aan biologisch inzicht Onderzoeksdomein op zichzelf –Interdisciplinair karakter van Bio-informatica Didactisch aspect –Belang van bio-informatica in curriculum moleculaire biologie Meerwaarde – Samenwerken verschillende disciplines – Begeleiden/motiveren van studenten

22 Besluit Bioi-onderzoek in Vlaanderen (BBC) –U. Gent F. Wet. Plant Systems Biology –Prof. Van de Peer, Prof. P. Rouze (Bioinformatics and Evolutionary Biology) –Dr. Kuiper (Computational Biology) F.L.T.B.W. Vakgroep Moleculaire Biotechnologie –Dr. Van Crieckinge, U.Gent –U. Antwerpen Wiskunde en Computerwetenschappen –ISLAB, Dr. Naudts –K.U.Leuven Biomedische wetenschappen –REGA, Prof. Vandamme, Prof. Van Ranst Wetenschappen –Biochemie, Prof. Engelborghs Toegepaste wetenschappen –ESAT/SCD, Prof. De Moor Interdisciplinair aspect – Interfacultaire GGS – Systems Biology onderzoek (geïntegreerde projecten) – PROMETA Ideale context voor hoogstaand bio-informatica onderzoek & onderwijs

23 Met dank aan … Collega’s van ESAT/SCD Bioi Prof. B. De Moor Kristof Engelen Pieter Monsieurs Ruth Van Hellemont Dr. Gert Thijs Md. Frank De Smet Collega’s van CMPG Prof. J. Vanderleyden Prof. J. Michiels Dr. Sigrid De Keersmaecker

24


Download ppt "Systems Biology “Systems Biology, the future of biology in the 21 st century” Kitano 2002."

Verwante presentaties


Ads door Google