GRK 1387:  dIEM oSiRiS Die Integrative Entwicklung von Modellierungs- und Simulationsmethoden für Regenerative Systeme

• Fachliche Zuordnung: Informatik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 19986351

Regenerative Systeme besitzen die Fähigkeit, signifikante Störungen aus eigener Kraft zu überwinden, und Mechanismen, welche ein langfristiges Funktionieren von Systemen auch in a priori unbekannten Umgebungen ermöglichen. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für zellbiologische Systeme und wird auch zunehmend für Informatiksysteme gefordert. Für die Untersuchung oder Entwicklung regenerativer Systeme spielen Modellierung und Simulation eine zentrale Rolle. Regenerative Systeme stellen spezielle Anforderungen, denen existierende Modellierungs- und Simulationsmethoden nicht gerecht werden. Es gilt, eine Vielzahl von interagierenden, heterogenen Subsystemen mit variablen Kompositions-, Interaktions- und Verhaltensmustern auf unterschiedlichen Organisations- und Abstraktionsebenen effektiv und effizient modellieren, simulieren und untersuchen zu können.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sollen Methoden entwickelt werden, die unterschiedliche Visualisierungs-, Datenbank-, Modellierungs- und Simulationsansätze integrieren.
Die Auseinandersetzung mit Charakteristika regenerativer Systeme und die Evaluierung der entwickelten Konzepte sollen anhand einer konkreten biologischen Anwendung erfolgen. Dazu wurde das Wnt-System gewählt, das bei der Entwicklung der Nervenzellen eine wichtige Rolle spielt. Die durch das Signalprotein Wnt vermittelten Prozesse in den Nervenzell-Vorläuferzellen sind so komplex, dass Modellierung und Simulation die Planung molekularbiologischer Versuchsansätze wesentlich unterstützen können. Ein besseres Verständnis des Wnt-Systems wird neue Ansätze zur Therapie degenerativer Krankheiten vor allem des Nervensystems liefern.
Das Graduiertenkolleg ist stark interdisziplinär angelegt und führt Experten aus den Bereichen der Informatik, der Medizin und der Biologie zusammen. Es trägt dazu bei, neue Erkenntnisse im Bereich biologischer Systeme zu gewinnen, Modellierung und Simulation als experimentelle Methodik in der Biologie zu etablieren und innovative Modellierungs- und Simulationsmethoden zu entwickeln, die auch in weiteren Anwendungsbereichen, welche durch ähnliche Eigenschaften gekennzeichnet sind, fruchtbar eingesetzt werden können. Zentral ist auch die internationale Einbindung des Graduiertenkollegs. So sind von Anfang an internationale Wissenschaftler in der Betreuung der Stipendiaten eingebunden, und mehrmonatige Aufenthalte in internationalen Forschungseinrichtungen sind Teil des Stipendiatenprogramms.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Sprecherin: Professorin Dr. Adelinde Uhrmacher
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Andreas Heuer; Professor Dr. Arndt Rolfs; Professorin Dr.-Ing. Heidrun Schumann; Professor Dr. Dieter G. Weiss; Professor Dr. Olaf Wolkenhauer