Systeembiologie
Thema

Systeembiologie

Binnen het thema Systeembiologie staat drie toepassingsterreinen centraal: agro/voeding, farmaceutica en bioprocestechnologie.

Systeembiologisch onderzoek bestudeert biologische processen als deel van het gehele biologische systeem. De essentie van systeembiologie is te achterhalen hoe deelsystemen op verschillende niveaus samenwerken en elkaar beïnvloeden. De studie van complexe relaties is van belang om grote vraagstukken in de biologie te kunnen beantwoorden.

Systemen begrijpen

De opheldering van het humane genoom en de ontwikkelingen in de informatie technologie hebben de afgelopen decennia grote hoeveelheden biologische data opgeleverd. Om het functioneren van biologische systemen te kunnen begrijpen is meer inzicht nodig in de interacties tussen biomoleculen en het functioneren van deze biologische entiteiten als geïntegreerde systemen.

Inzicht op systeemniveau kan leiden tot oplossingen voor complexe ziekten als kanker en diabetes. Een virtueel model op basis van een experimentele en computationele benadering heeft een voorspellend karakter en geeft inzicht in de dynamische interacties binnen het systeem en tussen het systeem en de omgeving.

Hiervoor zijn multidisciplinaire teams van wetenschappers nodig, die principes en technieken uit hun eigen disciplines toepassen. Het gaat om expertise uit de wiskunde, chemie, fysica, informatica, biologie en technische wetenschappen. Daarbij is ook de ontwikkeling van nieuwe, disciplineoverschrijdende technologie essentieel.

Maatschappelijk belang

Systeembiologie maakt het mogelijk om de eigenschappen van levende systemen nauwkeuriger te voorspellen. Dat heeft een enorme sociale en economische impact. Voor medische en farmaceutische sectoren maakt dit de ontwikkeling van geïndividualiseerde behandelingen en combinatietherapie mogelijk, wat naar verwachting ook de kosteneffectiviteit zal verhogen.

In de biotechnologie biedt een systeembiologische benadering een grotere voorspelbaarheid bij de manipulatie van micro-organismen en planten waardoor onder andere de opbrengst van fermentatieprocessen sterk verbetert. Ook brengen inzichten uit de systeembiologie de ontwikkeling van nieuwe voedingscomponenten en nieuwe benaderingen in de plantenveredeling dichterbij.

Modellen die zijn gebaseerd op de interactie van organismen onderling en met hun omgeving, nemen een steeds prominentere plaats in. In de milieusector kan dit uiteindelijk leiden tot efficiëntere water-, lucht- en bodemzuivering.

Nationaal programma

Ontwikkelingen op gebied van ICT en genomica maken een methodologische doorbraak mogelijk. Systeembiologie vereist daarom samenwerking tussen biologen, chemici, natuurkundigen, wiskundigen, informatici en medici. Dit stelt eisen aan de organisatie van wetenschappelijk onderzoek en aan de financieringsvormen. Daarom hebben de gebiedsbesturen van de Taskforce Life Sciences (NWO-ALW, NWO-CW, NGI en ZonMw) samen met NWO-EW, Stichting FOM en Technologiestichting STW een Themavoorbereidingscommissie Systeembiologie ingesteld met de opdracht een nationaal systeembiologieprogramma vorm te geven.

Positie Nederland

Het is wereldwijd geaccepteerd dat systeembiologie als belangrijke drijvende kracht achter innovatie in de levenswetenschappen concrete kansen biedt. De oprichting van een groot aantal gespecialiseerde instituten en substantiële investeringen in initiatieven in de systeembiologie, illustreren dit.