image symbole la théorie des jeux
Photo: Jan-Peter Kasper (Université de Iéna)
Aperçu de notre recherche
La recherche dans l'Unité de Bioinformatique porte sur un large éventail de sujets en Bioinformatique et Biologie des Systèmes. L'application des modèles mathématiques joue un rôle important dans cette recherche. Les sujets principaux incluent:
- Métabolisme et principes d'optimalité
- Théorie des jeux et dynamique cellulaire
- Gènes et biomolécules
L'accent est mis sur des applications médicales et biotechnologiques. Cela inclut la communication des micro-organismes, des biosynthèses, la physiologie du foie et du sang, la trophologie, la gérontologie et plusieurs autres domaines.
Métabolisme et principes d'optimalité
Nous utilisons des données expérimentales pour développer des modèles mathématiques des voies biochimiques. Cela concerne, par exemple, le métabolisme des lipides dans le foie, la synthèse de la pénicilline, des voies métaboliques dans l'interaction entre des pathogènes et leur hôte. En plus, nous utilisons des méthodes de l'optimisation dynamique pour mieux comprendre les principes d'optimalité dans la régulation du métabolisme. Nous collaborons étroitement avec des expérimentateurs pour développer et valider les modèles dans un cycle itératif composé par la simulation sur ordinateur et la vérification expérimentale.
Théorie des jeux et dynamique cellulaire
Nous étudions les interactions des bactéries et des fungi (champignons) pathogènes entre eux et avec le système immunitaire humain. Dans ce but la théorie des jeux et des méthodes biomathématiques et bio-informatiques sont utilisées. Nous cherchons les facteurs qui supportent soit la compétition soit la coopération et le mutualisme. Quant à la compétition, l'accent est mis sur la dynamique spécifique des stratégies de défense.
Gènes et biomolécules
Une cellule vivante peut réagir à des stimuli environnementaux et changements externes à différents niveaux. L'expression des gènes, les transcrits d'ARNm ou les structures des protéines peuvent changer. Cest pourquoi l'analyse des gènes et macromolécules sous des conditions différentes (par exemple, le stress ou le vieillissement) est très importante. Les gènes codants pour des protéines peuvent être prédits sur la base des cadres de lecture ouverts (ORF en anglais). Nous étudions les définitions différentes du terme « cadres de lecture ouverts ».
Pendant la transcription de l'ADN, il y a souvent plusieurs possibilités d'épissage. Cet épissage alternatif a pour effet qu'un seul gène peut coder pour des protéines différentes. Nous étudions, en particulier, l'épissage alternatif chez les champignons sur la base des données RNA-Seq (séquençage de l'ARN).
Un autre sujet concerne la modification non-enzymatique des protéines. C'est souvent relié au « vieillissement » des protéines sur le niveau moléculaire. Cette recherche peut être utile dans la thérapie des maladies liées au vieillissement.