Diese junge Wissenschaft entwickelt Computerprogramme für die biowissenschaftliche Forschung. Heute ist die Menge an Daten, die mittels neuer Hochleistungstechnologien in den Laboratorien generiert wird, überwältigend. Es ist nun nicht mehr möglich, diese Daten wie früher ‘von Hand’ zu analysieren. Deshalb wurde die Bioinformatik zu einem wichtigen Verbündeten der Forscher.
SIB Schweizerisches Institut für Bioinformatik
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Dank der Bioinformatik können Forscher biologische Daten analysieren, speichern und sichtbar machen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse führen zu neuem Wissen.
Hier einige Beispiele …Auf diesem Chip erscheinen Fragmente von Genen als helle Flecken mit unterschiedlicher Intensität. Dank spezieller Programme – wie der “GeneChip Operating Software” – ist es möglich, die Aktivität eines Gens in einer Zelle eines bestimmten Gewebes (Leber, Darm …) zu messen. Dies ist sowohl zu einem gegebenen Zeitpunkt (beim Embryo, beim Erwachsenen …) als auch in einem bestimmten Zustand (krank, gesund …) möglich.
In diesem Experiment erscheinen Proteine als schwarze Flecken unterschiedlicher Intensität. „Melanie“ kann die experimentell gewonnenen Bilder auswerten und vergleichen. Solche Experimente werden beispielsweise genutzt, um den Einfluss eines Medikaments auf die Proteinherstellung zu untersuchen.
Entwickelt und betrieben am SIB Schweizerischen Institut für Bioinformatik, speichert diese Datenbank Informationen über Proteine. Über 12‘000 Arten, von Bakterien bis zu Säugetieren, sind hier vertreten, und über eine halbe Million „Proteinsteckbriefe“ sind für Wissenschaftler (und Laien) weltweit frei verfügbar.
Ein Computerprogramm, wie beispielsweise „T-Coffee“ oder „MUSCLE“, vergleicht mehrere Sequenzen, Buchstabe für Buchstabe, miteinander und ordnet die Sequenzen untereinander an, um ihre Ähnlichkeiten und Unterschiede hervorzuheben. Motive, die sich wiederholen, können zusätzlich mithilfe von Programmen wie GeneDoc farblich gekennzeichnet werden. Diese Sequenzvergleiche ermöglichen es beispielsweise, phylogenetische Bäume zu erstellen.
Dieser Stammbaum wurde mithilfe des Programms iTOL erstellt, das am SIB Schweizerischen Institut für Bioinformatik entwickelt wurde. Ein phylogenetischer Baum ermöglicht es, die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Arten sichtbar zu machen und hilft, ihre Evolution zu verstehen.
Das Programm MSight erstellt und vergleicht Bilder, die die Ergebnisse zweier unterschiedlicher Labortechniken zeigen: der Flüssigkeitschromatografie und der Massenspektrometrie. Diese Bilder ermöglichen es den Forschern, Proteine zu vergleichen und die Entwicklung einer Krankheit, z. B. Diabetes, nachzuvollziehen.
Diese Datenbank speichert Informationen über die Genome von etwa 40 Organismen, beispielsweise von Mensch, Maus, Zebrafisch, Schnabeltier und Hefe.
Diese Datenbank veranschaulicht grundlegende biologische Prozesse, z. B. die Blutgerinnung oder die Glukoseaufnahme.