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Gemeinsam Grenzen überschreiten

Zellen und multizelluläre Organismen zeichnen sich durch außergewöhnliche Informationsverarbeitungskapazitäten aus. Sie detektieren und integrieren externe Signale und ermöglichen dadurch eine Anpassung an Änderungen in ihrer Umwelt und die Kommunikation zu anderen Zellen und Organismen. Dabei unterscheiden sich die Regeln und Entscheidungsmechanismen der biologischen Informationsverarbeitung grundlegend von denen der heutigen Informationstechnologien, sowohl bezüglich des Designs wie auch der Funktion. Biologische Systeme sind probabilistische Objekte, welche Informationen auf verschiedensten Ebenen verarbeiten, von einzelnen Proteinen bis zum zellulären Netzwerk (wie schematisch in der Abbildung illustriert) und all dies mit herausragender Funktionsstabilität. Aus diesem Grund stellen biologische Systeme eine ergiebige Quelle der Inspiration für die Entwicklung neuartiger Soft- und Hardwarearchitekturen dar. Voraussetzung für die erfolgreiche Anwendung der Prinzipien biologischer Informationsverarbeitung für neuartige Informationstechnologien ist jedoch ein detailliertes, skalenübergreifendes Verständnis der biologischen Informationsprozesse. Aus diesem Grund ist es unser Ziel, die zugrundeliegenden Mechanismen solcher biologischer Informationsprozesse vom molekularen Level bis zum zellulären Netzwerk zu verstehen und dieses Wissen und Verständnis in erste proof-of-principle Anwendungen zu übertragen.

Grafische_Dartsllung_der_Informationsverarbeitung_in_biologischen_SystemenDie Informationsverarbeitung in biologischen Systemen erfolgt auf verschiedenen Ebenen, von individuellen Proteinen über einzelne Zellen bis zum zellulären Netzwerk.
Copyright: FZJ/Olivier Kassel (KIT)

Das IBI hat direkten Zugang zu großen wissenschaftlichen Einrichtungen und fortschrittlichster Ausrüstung wie Höchstfeld-NMR-Spektrometern, Synchrotonstrahlungsquellen, Neutronenstreuung im Jülicher Zentrum für Forschung mit Neutronen (JCNS), hochauflösender Kryoelektronenmikroskopie und der Helmholtz Nano Facility (HNF)

Organisation: Institut für Biologische Informationsverarbeitung

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