Mit Informatik und Physik die Entwicklung von Organen verstehen
Der internationale Workshop „Image-based Modeling and Simulation of Morphogenesis” am Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme (MPI-PKS) bringt führende Experten der Biophysik, der Lebenswissenschaften und des Wissenschaftlichen Rechnens in Dresden zusammen. Vom 13. bis 15. März 2019 diskutieren sie gemeinsam computergestützte Methoden zur Vorhersage von Gewebeentwicklung aus Bilddaten und entwickeln neue Ansätze, um besser zu verstehen, wie sich Organe entwickeln. Der Workshop liegt im Kernbereich des erst kürzlich bewilligten Exzellenzclusters „Physics of Life“ der TU Dresden und bildet eine weltweite Forschergemeinschaft um den Dresdner Kern.
Um komplexe biologische Prozesse wie die Entwicklung von Organen (die sog. Morphogenese) zu verstehen, ist moderne Mikroskopie unverzichtbar. Die heutigen Mikroskope erzeugen dabei riesige Datenmengen, die von einzelnen Wissenschaftlern nicht mehr untersucht werden können. So umfasst z.B. der komplette Elektronenmikroskopie-Datensatz des Gehirns der Fruchtfliege mehr als 100 Terabyte an Daten. Infolgedessen sind computergestützte Technologien, bei denen anstelle des Menschen Algorithmen die gigantischen Datenmengen verarbeiten und analysieren, in der Forschung nicht mehr wegzudenken. Biophysikalische Modelle und Computersimulationen, die sich aus diesen Techniken ableiten, sind allerdings komplex und können nur mittels neuartiger Software auf Hochleistungsrechnern untersucht und interpretiert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Modelle nicht nur die Fähigkeit haben, das Verhalten von lebenden Systemen vorherzusagen, sondern auch die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien offenbaren und überprüfen können. Dadurch sind sie genauer und helfen, die Entwicklung von Organen und Organismen zu verstehen. Dies bedarf jedoch einer Kombination aus mehreren Gebieten der Wissenschaft, wie sie heute nur selten anzutreffen ist.
Der internationale Workshop “Image-based Modeling and Simulation of Morphogenesis” am MPI-PKS bringt führende Expertise in Dresden zusammen. Vom 13. bis 15. März 2019 treffen sich ca. 40 Biologinnen und Biologen, Informatikerinnen und Informatiker sowie Physikerinnen und Physiker aus Deutschland, Europa und den USA in Dresden. Gemeinsam wollen sie die weitere Entwicklung computergestützter Methoden koordinieren und neue Ansätze zum besseren Verständnis der Morphogenese austauschen. Damit fällt der Workshop in den Kernbereich des kürzlich bewilligten Exzellenzclusters „Physics of Life“ an der TU Dresden, welches dazu ansetzt, disziplinübergreifend dem Geheimnis des Lebens auf die Spur zu kommen.
Ivo Sbalzarini, Professor an der Fakultät Informatik der TU Dresden und Forschungsgruppenleiter am Zentrum für Systembiologie Dresden (CSBD), sowie am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG), ist neben Kyle Harrington von der Universität Idaho, USA, einer der zwei wissenschaftlichen Koordinatoren. Er sagt: „Ich freue mich sehr, dass wir einige der großen Namen der Welt im Bereich „Data-driven Modeling and Simulation“ in Dresden zusammenbringen können. Der Austausch und die Zusammenarbeit von Experten aus unterschiedlichsten Disziplinen ist zwingend notwendig, wenn wir verstehen wollen, wie sich Organe und Gewebe entwickeln. Das internationale Treffen wird Dresdens Vorreiterstellung weiter stärken und hoffentlich neue Freundschaften und Forschungskontakte schaffen, die Bestand haben werden.“
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