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SystemsX.ch: Der Verbund fördert systembiologische Forschung

Interdisziplinarität, Interaktion mit dem privaten Sektor, Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern und Vernetzung – auf diesen Grundpfeilern beruht die Arbeit des Verbundes SystemsX.ch. Als bislang größte öffentliche Forschungsinitiative der Schweiz stellt SystemsX.ch Mittel und Technologie für die Forschung im Bereich der Systembiologie an zwölf Schweizer Forschungseinrichtungen bereit. In Baden-Württemberg kooperiert SystemsX.ch bereits mit der KNIME GmbH, die vom Konstanzer Professor Michael Berthold gegründet wurde und ist im Bereich Life Science an der Zusammenarbeit mit weiteren Unternehmen und Hochschulen interessiert.

Jens Selige, Scientific Coordinator bei SystemsX.ch, berichtet über die Ziele des Forschungsverbundes. © SystemsX.ch

In seiner Forschung verfolgt SystemsX.ch einen Ansatz, der sich erst gegen Ende des 20. Jahrhunderts in der Biologie etablierte: die Systembiologie. Sie soll es ermöglichen, Daten nicht nur anzusammeln, sondern aus ihnen Rückschlüsse auf die Interaktionen innerhalb eines Organismus zu ziehen und Voraussagen über mögliche Prozesse zu machen. So sind etwa durch die Entschlüsselung von Genomen enorme Datenmengen entstanden, die allerdings bis jetzt noch nicht zufriedenstellend ausgewertet wurden. „Diese ‚Buchstabierübungen‘ liefern nicht mehr als ein Buch, geschrieben zwar mit einem bekannten Alphabet, aber in einer unbekannten Sprache“, kommentiert Ruedi Aebersold, Professor für Systembiologie an der ETH Zürich und Chairman des wissenschaftlichen Ausschusses von SystemsX.ch. Diese Sprache des Lebens zu erlernen ist sicherlich ein ambitioniertes Vorhaben – und gerade deshalb setzt SystemsX.ch auf interdisziplinäre Zusammenarbeit. „In den Forschungsprojekten sind nur fünfzig Prozent der Wissenschaftler Biologen, die anderen kommen aus den Ingenieurwissenschaften sowie der Physik, Chemie, Mathematik, Informatik und Medizin“, erklärt Jens Selige, Scientific Coordinator bei SystemsX.ch.

Zur Forschungsinitiative zählen derzeit beide Eidgenössischen Hochschulen sowie sieben weitere Universitäten und drei Schweizer Forschungsinstitute. Dabei arbeiten in 100 Projekten mehr als 300 Forschungsgruppen mit über 1.000 Wissenschaftlern, wobei über die Grenzen der rein universitären Forschung auch Unternehmen in die Projekte eingebunden sind. Das Schweizer Parlament stellte zwischen 2008 und 2012 insgesamt 120 Millionen Franken für die Projekte bereit, knüpft aber an die Vergabe strenge Bedingungen: Die Gelder werden nach dem Prinzip der „Matching Funds“ vergeben, was bedeutet, dass eine Institution Fördergelder nur dann bekommt, wenn sie die gleiche Summe aus eigenen Mitteln beisteuert.

Vernetzung mit dem direkten Nachbarn: Baden-Württemberg

Nicht nur Biologen, auch Physiker, Chemiker, Ingenieure, Informatiker und Mediziner sind im Forschungsverbund SystemsX.ch eingebunden. © SystemsX.ch

Die Gelder fließen in verschiedene Arten von Forschungsprojekten: Drei Viertel des Geldes werden für die sogenannten „RTDs“ (Research, Technology, Development) verwendet, vierzehn Großprojekte aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Bereichen. Darüber hinaus fördert SystemsX.ch interdisziplinäre Dissertationen junger Wissenschaftler und geht mit den Interdisziplinären Pilotprojekten (IPP) neue Wege: Für jeweils ein Jahr werden ambitionierte Projekte gefördert, die in wissenschaftliches Neuland vorstoßen und die wegen ihres riskanten Ansatzes anderswo keine Forschungsgelder erhalten würden.

Ein wichtiges Anliegen des Forschungsverbundes ist auch die Einbindung von Unternehmen im In- und Ausland. „Erklärtes Ziel ist es, den privaten Sektor möglichst gut mit der akademische Forschung zu vernetzen und damit zum Technologietransfer zwischen öffentlicher Forschung und Unternehmen beizutragen“, betont Selige. „Dabei liegt es besonders nahe, in Baden-Württemberg als unserem direkten Nachbarn Ausschau nach Kooperationen mit Hochschulen und Unternehmen zu halten“, fügt er hinzu. Speziell auf die Kooperation zwischen Hochschulen und Privatsektor ausgelegt sind die sogenannten Transferprojekte, die mit bis zu 300.000 Franken bewilligt und von SystemsX.ch jeweils für zwei bis drei Jahre gefördert werden. „Während sich die jährlichen Ausschreibungen für neue Projekte speziell an akademische Arbeitsgruppen in der Schweiz richten, sind bei den Transferprojekten auch Kooperationen mit Industriepartnern aus dem Ausland möglich“, erläutert Selige.

Kooperationen mit Konstanz und Heidelberg laufen

Eine solche Kooperation kann dabei ganz verschiedene Formen annehmen – von der Förderung und Beteiligung an Forschungskonferenzen bis zur Zusammenarbeit in Forschungsprojekten. Bei der „International Conference on the Systems Biology of Human Disease“ im Mai in Heidelberg war SystemsX.ch gleich auf mehrfache Weise beteiligt – als Sponsor, aber auch mit Referenten. „Nicht nur auf wissenschaftlicher, sondern auch auf organisatorischer Ebene gelang damit ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung einer breiten Vernetzung von SystemsX.ch mit der internationalen Forscherszene“, zieht Selige Bilanz.

Für die Zukunft ist geplant, die bereits bestehende Kooperation zwischen der SystemsX.ch-IT-Plattform SyBIT (SystemsBiologyIT), die für alle beteiligten Institutionen Unterstützung im Bereich Bioinformatik, Analyse-Software und Datamanagement bietet, und der aus Konstanz stammenden KNIME GmbH (www.knime.org) weiterzuführen. Das Data-Mining-Programm KNIME (Konstanz Information Miner) wurde von Michael Berthold, Professor für Informatik an der Universität Konstanz, entwickelt. Es erlaubt große Datenmengen zu analysieren und auf neue Muster zu untersuchen. Die Zusammenarbeit zwischen SyBIT und KNIME trägt bereits Früchte - im Herbst 2012 gestalten sie gemeinsam das Programm der SystemsX.ch Autumn School in Engelberg. Sechs Tage lang werden dabei Studenten, Doktoranden und Wissenschaftler aus der systembiologischen Forschung im Bereich IT und Datenmanagement geschult.

Forschungsspektrum breit angelegt

Die bisher geförderten Forschungsprojekte kommen aus den unterschiedlichsten Bereichen - von der Zellbiologie über Stoffwechselphysiologie und Neurobiologie bis hin zur Verhaltensökonomie. Forscher untersuchen beispielsweise die Flügelentwicklung bei Taufliegen, um daraus allgemeine Rückschlüsse auf die Organentwicklung zu ziehen. In einem anderen Projekt geht es um die vielfältigen Interaktionen innerhalb des Gehirns, um Entscheidungsprozesse besser verstehen zu können.

Und die Forschung in einigen Pilotprojekten lässt erahnen, welche Möglichkeiten sich in Zukunft durch systembiologische Forschung auftun könnten. So arbeiten Wissenschaftler der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) an einer Technologie, um Körpergewebe im Labor zu erzeugen. Von ihr erhoffen sich die SystemsX.ch-Forscher einen Beitrag zur Regenerierung von Organen, die das Problem der Knappheit von Spenderorganen überwinden könnte. „Allerdings ist die Erfüllung dieses Traums eher Jahrzehnte als Jahre entfernt“, räumt Matthias Lütolf, Professor am Institut für Bioengineering der EPFL Lausanne, ein.

Die aktuelle Ausschreibung für neue Forschungsprojekte läuft noch bis zum 26. August 2012. Sie richtet sich primär an Forschungsgruppen in den Schweizer Partnerinstitutionen, die allerdings weitere Partner aus dem In- und Ausland und damit auch aus Baden-Württemberg in ihre Forschungsprojekte einbinden können. Systembiologische Forschung erfordert eben nicht nur interdisziplinäre Zusammenarbeit, sondern auch grenzüberschreitende Kooperation zwischen den Forschungsinstitutionen.

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