G UFSP Systembiologie / Funktionelle Genomik
Zwar ist die genetische Information vieler Organismen heute entschlüsselt, doch die Funktionen der Gene und ihrer Eiweissprodukte sind nur ungenügend erforscht. Dieser Aufgabe widmet sich die Systembiologie. Mit dem Universitären Forschungsschwerpunkt Systembiologie / Funktionelle Genomik setzt die Universität Zürich auf eine junge naturwissenschaftliche Disziplin, die auf den Erkenntnissen der Molekularbiologie aufbaut. Systembiologie untersucht nicht mehr ein isoliertes Verhalten, sondern versucht, die Wechselwirkungen aller Elemente in einem biologischen System zu erfassen, während es funktioniert. Sie verzahnt dabei Methoden aus Biologie, Mathematik, Biochemie und Informatik. Der UFSP erforscht einerseits die klassischen Modellorganismen der Biologie (Fadenwurm, Fruchtfliege, Ackerschmalwand und Hefe), aber auch ganze Artengemeinschaften, wie sie etwa auf einem Wal-Kadaver vorkommen, oder die Entstehung von Krebs.
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G1 / G2 / G3 / G4 / G5 / G6 Vom Gen zum System
Zum Verständnis der Systembiologie erklären Forschende im Parcours des Wissens den Aufbau von Genen und Proteinen und den Unterschied zwischen Gen, Genom und DNA: Die Gensubstanz einer Tomate wird sichtbar gemacht; eine Software ordnet Gen-Bausteinen Töne zu, so dass man ein Gen anhören kann; die Bausteine der menschlichen DNA werden als Buch gebunden, so dass man das gesamte menschliche Genom durchblättern kann.
Als System erforscht werden im UFSP Systembiologie / Funktionelle Genomik unter anderem die Modellorganismen Fadenwurm, Fruchtfliege, Ackerschmalwand und Hefe. Andererseits werden Wechselwirkungen zwischen Mensch und Krankheitserreger untersucht. Im Parcours des Wissens erklären Multimedia-Präsentationen den Nutzen von Modellorganismen; unter dem Mikroskop können anhand von Merkmalen der Fruchtfliege, etwa der Augenfarbe, genetische Veränderungen entdeckt werden; eine Zelle kann als Puzzle zusammengesetzt werden.
In der Systembiologie gibt es verschiedene Untergebiete: Die funktionelle Genomanalyse untersucht die Funktionen der Gene und Eiweisse und ihr Zusammenspiel. Die Proteomik widmet sich der Gesamtheit aller Eiweisse in einer Zelle oder in einem Lebewesen und ihren Wechselwirkungen. Die Metagenomik untersucht die Gene ganzer Gemeinschaften. Bisher unbekannte Bakterien, die zum Beispiel auf einem Wal-Kadaver gefunden wurden, können in einen «Baum des Lebens» eingeordnet werden.