Schlussbericht zu Nr. 3.2

FREIBURG INITIATIVE FOR SYSTEMS BIOLOGY
Titel, Name, Vormane
Schänzlestr. 1
D-79104 FREIBURG
Tel. 0761-203FAX 0761-203Email: @
SCHLUSSBERICHT ZU NR. 3.2
ZUWENDUNGSEMPFÄNGER:
FÖRDERKENNZEICHEN:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
BMBF FöKz 0313921 - FRISYS
VORHABENBEZEICHNUNG:
Freiburger Initiative für Systembiologie
LAUFZEIT DES VORHABENS:
1.10.2006-31.12.2011
WP1: SYSTEMS BIOLOGY OF RNA / WP2 DECISION MAKING IN SIGNALLING NETWORKS
Projektnummer + Titel laut Antrag
FÖRDERSUMME
XXX EUR
ArbeitsruppeProf. XYZ
Projektbeteiligte (vor allem auchdie auflisten, die über FRISYS bezahlt wurden!)
Vorname Nachname (wiss. Mitarbeiter)
Vorname Nachname (wiss. Mitarbeiter)
Vorname Nachname (techn. Angestellter)
Zusammenfassung:
2-3 Sätze (Der Abschnittswechsel darf nicht auf die nächste Seite springen! Kurzfassen!)
Stichwörter:
(Der Abschnittswechsel darf nicht auf die nächste Seite springen! Kurzfassen!)
Schlussbericht BMBF FöKz 0313921 FRISYS (1.10.2006-31.12.2011)
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I. Kurze Darstellung
1. Aufgabenstellung und Voraussetzungen, unter denen das Vorhaben durchgeführt wurde
2. Planung und Ablauf sowie technischer und wissenschaftlicher Stand, an den angeknüpft wurde
a) Angabe bekannter Konstruktionen, Verfahren und Schutzrechte, die für die Durchführung des
Vorhabens benutzt wurden
b) Angabe der verwendeten Fachliteratur sowie der benutzten Informations- und
Dokumentationsdienste
3. Zusammenarbeit mit anderen Stellen.
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II. Eingehende Darstellung
1. Beschreibung des wesentlichen Fortschritts
Experimentelle Versuchsplanung in der Systembiologie
Das Ziel der experimentellen Versuchsplanung ist es, wissenschaftliche Studien effizient,
d.h. optimal informativ zu designen. In technischen Anwendungen, wie sie typischerweise in
der Physik oder den Ingenieurswissenschaften auftreten, besteht die Versuchsplanung in der
Wahl der Störung/Stimulation des Systems, sowie geeigneter Observablen und Zeitpunkten
der Messungen. In der biologischen Forschung bestehen andere Anforderungen an die
Versuchsplanung. Einerseits lassen sich lebende Zellen nicht perfekt präparieren,
andererseits gibt es von Zellen keine exakten Kopien, also sind Wiederholungsmessungen
nur beschränkt möglich. Darum steht bei der Versuchsplanung die Kontrolle biologischer
Heterogenitäten im Vordergrund.
In der Systembiologie werden mathematische Methoden aus technischen
Anwendungsgebieten, wie z.B. Differentialgleichungsmodelle, auf Experimente mit
biologischen Systemen angewendet. Bei der Versuchsplanung muss man daher die
methodischen Konzepte aus beiden Disziplinen verbinden.
In diesem Projekt wurde erstmals ein umfassendes Framework für die Versuchsplanung in
der Systembiologie präsentiert. Es beinhaltet zum Einen die optimale Wahl der
Störung/Stimulation, sowie der Observablen, und der Messzeitpunkte. Zudem wurden
Sampling-Strategien wie Randomisierung, Confounding, Adjustierung, und Stratifizierung
benützt. Solche Samplingstrategien werden u.a. bei klinischen Studien angewendet und
erlauben biologische Heterogenitäten optimal zu kontrollieren.
Es wurden allgemein anwendbare Monte-Carlo Methoden zum Zwecke der
Parameterschätzung und Modellselektion etabliert. Monte-Carlo Simulationen erlauben es,
alle experimentellen Gegebenheiten zu berücksichtigen. Daher bestehen keine
einschränkenden mathematische Annahmen. Die benützte Methodik basiert zwar auf der
Maximierung der Likelihood, entspricht also dem Framework der sogenannter
frequentistischen Statistik. Es wurde jedoch konsequent die Verallgemeinerung zur
Maximierung von Posterior-Wahrscheinlichkeiten vollzogen. Darum lässt sich die Methodik
auch für Bayes‘sche Statistik anwenden, d.h. Vorwissen kann mittels Prior-Verteilungen in
den Analysen berücksichtigt werden.
Die Resultate wurden publiziert (Kreutz et. al 2009) und [wurden außerdem in verschiedenen
Anwendungen eingesetzt \cite{…}]. Außerdem konnten fünf Artikel zur Thematik der
Versuchsplanung für die bald erscheinende Springer Enzyklopädie zur Systembiologie
beigesteuert werden.
2. Erzielte Ergebnissein im Vergleich zu den vorgegebenen Ziele
Die Ergebnisse wurden gemäß der Planung erzielt.
3. Voraussichtlicher Nutzen und wirtschaftliche Verwertbarkeit des Ergebnisses, Erfindungen und
Schutzrechtanmeldungen
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Das Projekt basiert auf realistischen Rahmenbedingungen bei Experimenten in der
Molekularbiologie. Die Ergebnisse können darum direkt und ohne methodische
Einschränkung in der universitären aber auch industriellen Forschung eingesetzt werden.
4.Relevante Ergebnisse Dritter, die Einfluss auf das Projekt genommen haben.
Keine.
5. Im Rahmen des Projektes erschienene Veröffentlichungen
Titel:
Autoren:
Zeitschrift
URL:
Datum:
Systems biology: experimental design [Titel auf der Homepage falsch!]
C. Kreutz, J. Timmer
FEBS Journal
http://dx.doi.org/10.1111/j.1742-4658.2008.06843.x
Titel:
Autoren:
Zeitschrift
URL:
Datum:
Anwendungen?
2009 Feb;276(4):923-42
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III. Erfolgskontrollbericht
Im Erfolgskontrollbericht kann auf Abschnitte des Schlussberichts (Nrn. I. und II.) verwiesen
werden.
(Dem Schlussbericht ist als Anlage ein kurzgefasster Erfolgskontrollbericht beizufügen, der
nicht veröffentlicht wird. Dieser muss darstellen:)
1. Beitrag des Ergebnisses zu den förderpolitischen Zielen
2. wissenschaftlich-technisches Ergebnis des Vorhabens, die erreichten Nebenergebnisse und die
gesammelten wesentlichen Erfahrungen
3. Fortschreibung des Verwertungsplans (Geschäftsgeheimnisse des Zuwendungsempfängers
brauchen nicht offenbart zu werden):
a) Erfindungen/Schutzrechtsanmeldungen und erteilte Schutzrechte
b) Wirtschaftliche Erfolgsaussichten nach Projektende (mit Zeithorizont)
c) Wissenschaftliche und/oder technische Erfolgsaussichten nach Projektende (mit Zeithorizont) u.a. wie die geplanten Ergebnisse in anderer Weise (z.B. für öffentliche Aufgaben, Datenbanken,
Netzwerke, Transferstellen etc.) genutzt werden können. Dabei ist auch eine etwaige
Zusammenarbeit mit anderen Einrichtungen, Firmen, Netzwerken, Forschungsstellen u.a.
einzubeziehen
d) Wissenschaftliche und wirtschaftliche Anschlussfähigkeit für eine mögliche notwendige nächste
Phase bzw. die nächsten innovatorischen Schritte zur erfolgreichen Umsetzung der Ergebnisse
4. Arbeiten, die zu keiner Lösung geführt haben
5. Wie wurde das Projekt im internationalen Kontext vorgestellt (Konferenzen, Workshops,
Messen)?
6. Einhaltung der Ausgaben- und Zeitplanung
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