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systems biology

121 Arbeiten

Systems Biologie verbindet Biologie mit Datenwissenschaft, um lebende Systeme als Ganzes zu verstehen. Statt einzelne Moleküle isoliert zu betrachten, analysieren Forscher hier, wie Tausende von Komponenten gemeinsam komplexe Funktionen steuern. Dieser Ansatz enthüllt neue Muster in Zellprozessen und hilft, Krankheiten auf einer systemischen Ebene zu entschlüsseln.

Auf Gist.Science durchlaufen wir jeden neuen Preprint aus dem bioRxiv in dieser Kategorie. Wir bieten nicht nur detaillierte technische Zusammenfassungen für Experten, sondern auch klare Erklärungen in einfacher Sprache, damit die neuesten Erkenntnisse für alle zugänglich sind. So bleibt niemand hinter dem raschen Fortschritt zurück.

Nachfolgend finden Sie die aktuellsten Beiträge aus dem Bereich der Systems Biologie, die wir für Sie aufbereitet haben.

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Deep Mechanistic Models reveal pathway-extrinsic drivers of mammary MAPK signalling heterogeneity

Dieses Paper führt Deep Mechanistic Models (DMMs) ein, ein Framework, das semi-überwachtes Repräsentationslernen mit Modellen gewöhnlicher Differentialgleichungen integriert, um aufzuzeigen, dass die Heterogenität der MAPK-Signalisierung in der Brust primär durch pfad-extrinsische Faktoren anstatt durch Variationen innerhalb des Kernpfades getrieben wird, während es gleichzeitig Modell-Diskrepanzen nutzt, um neuartige biologische Mechanismen zu identifizieren.

Fabrini, G., Froehlich, F.2026-07-31
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Covariant Biochemical Systems Theory: cBST1~cBST3 Descriptors and Quantitative Validation

Diese Arbeit führt eine kovariante Hierarchie von Deskriptoren (cBST1–cBST3) für die Biochemische Systemtheorie ein, welche die Koordinatenkonsistenz unter nichtlinearen Reparametrisierungen gewährleistet und durch quantitative Validierung an Hefe-Glykolyse-Modellen nachweist, dass diese Terme höherer Ordnung im Vergleich zu klassischen Methoden die Approximationsfehler signifikant reduzieren und das Trunkationsverhalten präzise vorhersagen.

Oosawa, C.2026-07-29
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Structural characterization of stochastic detailed balance in chemical reaction networks

Diese Arbeit charakterisiert systematisch die Volumenabhängigkeit des stochastischen detaillierten Gleichgewichts in chemischen Reaktionsnetzwerken durch die Einführung einer viergliedrigen Klassifizierung, die zwischen parameterabhängigem und strukturell erzwungenem Gleichgewicht unterscheidet und Netzwerkklassen identifiziert, die das detaillierte Gleichgewicht für alle Volumina und Ratenkonstanten erfüllen, während sie gleichzeitig die Konstruktion von Systemen mit Doppelmulden-Globalpotenzialen ermöglichen.

Ma, S., Li, Y.2026-07-28
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Proteome-wide QTL mapping enables gene-protein-phenotype metabolic network construction in a genetically diverse MASLD mouse model

Durch die Integration von tiefgreifendem proteomischem Profiling mit QTL-Mapping in einem genetisch diversen Mausmodell für MASLD konstruiert diese Studie ein umfassendes Gen-Protein-Phänotyp-Netzwerk, das die E3-Ubiquitin-Ligase Ubr1 als zentralen Regulator identifiziert, der Proteostase und Lipidmetabolismus mit der Krankheitsanfälligkeit verknüpft.

Robinson, M. L., Benegiamo, G., Liu, W., Williams, M. T., Smith, G. I., Klein, S., Auwerx, J., Coon, J. J.2026-07-28
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Unlocking substrate specificities of human solute carrier proteins using untargeted metabolomics

Diese Studie stellt eine skalierbare, ungerichtete Metabolomik-Plattform unter Verwendung von Xenopus-Oozyten, die in menschlichem Serum inkubiert wurden, vor, um erfolgreich fünf menschliche Solut-Carrier-Proteine zu deorphanisieren und deren Substratspezifitäten zu charakterisieren, wobei bekannte Substrate wiedergefunden und neuartige transportierte Metaboliten identifiziert wurden.

Zhang, Y., Stanchev, L. D., Schulz, F. C., Rago, D., Acevedo-Rocha, C. G., Santos Delgado, A., Kell, D. B., Borodina, I.2026-07-28
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Interplay between store-operated calcium entry and mitochondrial phosphate handling modulates force and fatigue during exercise

Diese Studie verwendet ein quantitatives biophysikalisches Modell, um zu demonstrieren, dass der store-operated Calcium-Einstrom (SOCE) die Skelettmuskelkraft während des Widerstandstrainings durch die Aufrechterhaltung der Calciumfreisetzung steigert, jedoch aufgrund der Phosphatakkumulation während hochintensivem Training die Ermüdung verstärken kann, ein Kompromiss, der durch die mitochondriale Phosphataufnahme moduliert wird.

Francis, E. A., Hamid, J., Kumar, A., Rangamani, P.2026-07-24
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Quantitative Description of C. elegans mRNA Landscapes From High Coverage Single Cell Transcriptomes

Diese Studie führt einen neuartigen überwachten Clustering-Ansatz für hochabgedeckte Einzelzell-RNA-Sequenzierungsdaten ein, um die mRNA-Landschaften von *C. elegans* quantitativ zu charakterisieren, wobei beispiellose zelltypspezifische Genexpressionsprogramme aufgedeckt und neuartige gewebespezifische Gene identifiziert wurden, die bei niedrigeren Abdeckungsschwellenwerten zuvor nicht nachweisbar waren.

Bernard, F., Kandel, E., Dargere, D., Cornes, E., Dupuy, D.2026-07-21
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ChatGEM: An Agentic Architecture Enabling Interactive Simulation of Genome-Scale Metabolic Models

Dieses Paper stellt ChatGEM vor, eine agentenbasierte Plattform, die natürliche Sprache und Retrieval-Augmented Generation nutzt, um die genomweite Stoffwechselmodellierung zu demokratisieren und es Forschern ohne Computerkenntnisse zu ermöglichen, komplexe Simulationen durchzuführen und erfolgreich optimale mikrobielle Stämme für die Bioproduktion zu identifizieren.

Chowdhury, N., George, A., Purohit, S., Contolesi, A., Bredeweg, E. L., Czajka, J., Stratton, K. G., Gao, Y., Stephenson (…)2026-07-21
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Kinome-wide CRISPR/Cas9-knockout screening reveals critical protein kinases in vasopressin V2-receptor signaling

Diese Studie verwendet einen kinomweiten CRISPR/Cas9-Knockout-Screen in einem Vasopressin-V2-Rezeptor-Signalmodell, um kritische positive und negative Proteinkinase-Regulatoren zu identifizieren, wobei bekannte Akteure wie PKA sowie neuartige Faktoren wie Dyrk1a und Stk11/LKB1 aufgedeckt werden, die die AQP2-Expression durch distinkte Mechanismen unter Beteiligung der Zelldifferenzierung und der CRTC-Proteinregulation modulieren.

Park, E., Chen, L., Raghuram, V., Khan, S., Murillo-de-Ozores, A. R., Chou, C.-L., Yang, C.-R., Knepper, M. A.2026-07-10