Zwischenbilanz: Deutsche Systembiologie-Zentren auf hohem Niveau

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In der Systembiologie versuchen Forscher zum Beispiel Zellvorgänge zu visualisieren, damit sie einer Modellierung durch Computer zugänglich gemacht werden können. Quelle: M. Zerial/MPI für molekulare Zellbiologie und Genetik

10.03.2010  - 

Die Systembiologie wird in Deutschland inzwischen vielfach verfolgt - unter anderen in den vier vom Bundesforschungsministerium geförderten Systembiologie-Zentren in Freiburg, Potsdam, Heidelberg und Magdeburg. Noch bis 2011 werden hier 45 Millionen Euro in den Aufbau von zentralen Strukturen investiert. Nun haben Experten eine erste positive Zwischenbilanz gezogen.

Die Systembiologie ist noch ein relativ junger Forschungszweig. Gemeinsam mit Mathematikern und Informatikern erstellen Biologen und Mediziner virtuelle Modelle am Rechner, um komplexe biologische Vorgänge in Zellen oder ganzen Organismen nachzustellen und vorherzusagen. Dabei werden etwa Stoffwechselvorgänge, die Interaktion von Eiweißen, Genen und anderen Biomolekülen in ihrem quantitativen Zusammenhang ganzheitlich betrachtet.

Langfristig soll es den Wissenschaftlern dadurch mithilfe der Bioinformatik ermöglicht werden, bestimmte molekularbiologische Vorgänge in silico, also virtuell im Computermodell nachzuvollziehen und vorherzusagen. Dies verspricht nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht einen Fortschritt, sondern auch aus wirtschaftlicher Perspektive: Experimenten mit virtuellen Zellen könnten sowohl Zeit und Kosten sparen als auch die Zahl von Tierversuchen verringern.

Regionale Leuchttürme etablieren 

Bereits seit 2001 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Gebiet der Systembiologie in Deutschland mit mehr als 300 Millionen Euro. Dazu gehören unter anderem Initiativen wie Hepatosys (Systembiologie der Leber) und Quantpro (Quantitative Analyse zur Beschreibung dynamischer Prozesse in lebenden Systemen) sowie die europäische Initiative SysMo (Systembiologie an Mikroorganismen), die als Startpunkt für das größere europäische Forschungsnetz ERASysBio diente. Mit dem Start der Förderinitiative FORSYS im Jahr 2007 wurde nun ein neuer Weg beschrieben: Erstmalig werden hier vier Zentren in Deutschland etabliert, die systembiologierelevante Fachdisziplinen unter einem Dach vereinen. Dafür stehen bis zum Jahr 2011 45 Millionen Euro zur Verfügung. "Hierdurch sollen Leuchttürme in Form regionaler, real existierender Zentren entstehen", erläutert Roland Eils, Professor an der Universität Heidelberg, Leiter des Heidelberger FORSYS-Zentrums (Viroquant) und Sprecher des FORSYS-Projektkomitees in der BMBF-Broschüre "Impulsgeber Lebenswissenschaften", die Ende 2009 erschienen ist. (zum Bestellerservice: hier klicken) Zwar habe es vorher schon vielfach Expertisen in der Systembiologie gegeben, doch erst mit FORSYS sei eine Bündelung aller Ressourcen gelungen, bilanziert Eils. Ganz ähnlich sieht das auch Bernd Müller-Röber, Professor an der Universität Potsdam und Sprecher des Potsdamer FORSYS-Zentrums (GoForsys): "Die Systembiologie in Deutschland hat inzwischen einen hohen Standard erreicht, allerdings ist nichts so gut, als dass es nicht noch weiter ausgebaut könnte." Zudem verweist Müller-Röber auf die internationale Konkurrenz: "Wir müssen sicherstellen, dass wir das inzwischen erreichte Niveau halten und noch besser werden. Aber man merkt, dass der Schwung da ist!" Nach Ende der fünfjährigen BMBF-Förderung sollen die Forschungseinheiten von den jeweiligen Trägereinrichtungen weitergeführt werden. Nach Angaben des BMBF haben Vertreter der zuständigen Länder Baden-Württemberg, Brandenburg und Sachsen-Anhalt ihre Unterstützung bereits zugesagt.

Zwischenbilanz: Haben sich Konzepte bewährt?

Wie das BMBF nun mitteilt, hat ein international besetztes, unabhängiges Expertengremium aus Wissenschaft und Wirtschaft eine Zwischenbilanz zu den FORSYS-Zentren gezogen. Im Oktober fand dazu eine Evaluierung der ersten zweieinhalb Jahre Förderung statt: Haben sich die Konzepte der Zentren bewährt? Welche Ergebnisse konnten bisher erzielt werden? Wie steht es um die Nachhaltigkeit der Zentren? Die Experten sind dabei zu einem positiven Ergebnis gekommen und befürworten die weitere Förderung der Zentren. "An allen vier Standorten wird auf höchstem wissenschaftlichen Niveau gearbeitet", so das Fazit.

Aus Sicht von Müller-Röber wird es nun künftig vor allem darum gehen, weitere technologische und methodische Neuerungen anzugehen, um molekulare, biochemische und physiologische Daten mit noch höherer zeitlicher und räumlicher Präzision erfassen zu können. "Gerade im Zusammenhang mit der Analyse multizellulärer Organismen (Tiere, Pflanzen) gibt es noch immer zahlreiche ungelöste Aufgaben", so der Forscher. Dies wiederum erfordere ein enges und intensives Zusammenspiel auch mit Chemikern und Physikern.

Inhaltlich werden an den FORSYS-Zentren dabei ganz unterschiedliche Schwerpunkte verfolgt, die sich nicht nur auf Forschung beschränken.  So werden neue Lehrstühle, Studiengänge und Doktorandenprogramme zur Systembiologie geschaffen und wissenschaftliche Nachwuchsgruppen eingerichtet. "Eine der größten Herausforderungen in der Systembiologie liegt Sicht in der Zusammenführung von jungen Wissenschaftlern mit unterschiedlicher, d.h. experimenteller vs. theoretischer Expertise", erläutert Müller-Röber. Dies mache auch die besondere Attraktivität von Ausbildung und Forschung in der Systembiologie aus. "Wir in Potsdam merken zum Beispiel sehr deutlich, wie durch gemeinsame Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten beide Seiten voneinander lernen, profitieren und zusammenwachsen. Denn die Zukunft in der systembiologischen Forschung liegt gerade in dieser engen Verzahnung von Experiment und Theorie", so der Wissenschaftler. 

Kurzer Überblick über die Zentren: