Nova Acta Leopoldina Band 110 Nummer 377

gleichungen, die die Dynamik des Systems beschreiben sollen. Dabei hat die Systembiologie das Verhalten der Zelle an sich und seine Funktionen als dynamischen Prozess, damit schließ- lich die Übertragung des Genotyps in den Phänotyp auf genomweiter Ebene im Fokus. Die prinzipielle Herangehensweise der Systembiologie ist mit einem iterativen Zyklus in Abbil- dung 11 beschrieben. Abb. 11 Der iterative Zyklus der Systembiologie. Der Experimentator liefert zu einem Teilprozess der lebenden Zelle unter standardisierten Bedingungen exakte quantitative Daten (z. B. Proteinmengen, Metabolitkonzentrationen usw.). Mit Hilfe der Daten kommt der Modellierer in einer zweiten Stufe zu einem mathematischen Modell des Prozesses, mit dessen Hilfe neue Hypothesen abgeleitet werden sollen, die der Experimentator bisher übersehen hat und die erst durch die Modellbildung zu Tage traten. Mit neuen, gezielten experimentellen Ansätzen ist der Experimentator be- strebt, die aus der Modellbildung gemachten Voraussagen zu beweisen oder, was sicher auch häufig vorkommt, zu widerlegen. Ein systembiologischer Ansatz wird zurzeit in einer Reihe von nationalen und internationalen Konsortien verfolgt, die von der EU im 6./7. Rahmenprogramm oder transnational, etwa im SysMO-Programm (Systembiologie der Mikroorganismen) des Bundesministeriums für Bil- dung und Forschung (BMBF), finanziert werden. In diesen Projekten besteht unsere Aufgabe darin, den Treibstoff für die Systembiologie, die quantitativen OMICS-Daten bereit zu stellen. Eine wichtige Umstellung für eine Bakterienzelle ist es beispielsweise, wenn sie in ihrem Wachstumsmedium lebenswichtige Nährstoffe (etwa Glucose) verbraucht hat und damit in einen Nichtwachstumszustand gezwungen wird, in dem sie ihren gesamten Stoffwechsel an die neuen Bedingungen anzupassen hat (Projekt Systembiologie von Bacillus subtilis im Rah- Nova Acta Leopoldina NF 110, Nr. 377, 143–165 (2011) Michael Hecker 160