ביולוגיה חישובית

ביולוגיה חישובית עוסקת בפיתוח וביישום כלים ושיטות כמותיים על-מנת לנתח, לארגן ולהבין מידע ביולוגי רחב-היקף, בחיפוש אחר תשובות לחידות החיים. ביולוגיה חישובית מתבססת באופן מובהק על מחקר בין-תחומי, נשענת על התפתחויות טכנולוגיות, ומשלבת יֶדע ושיטות מתחומי הביולוגיה, הכימיה, הפיסיקה, המתמטיקה ומדעי המחשב ועוד, ויש לה זיקה הדוקה לתחום ההולך ומתפתח של רפואה מותאמת-אישית.

במכון ויצמן עוסקות קבוצות מחקר רבות בתחום הביולוגיה החישובית בחקר תהליכים נורמליים ופתולוגיים. למשל, פרופ' איתן דומאני עוסק ב"כריית מידע" ביולוגי מניסויים בקנה-מידה גדול שנערכו בתחום מדעי החיים, וזאת באמצעות פיתוח מודלים מתמטיים ויישום אלגוריתמים. אחד התחומים העיקריים שקבוצת המחקר שלו מתמקדת בהם הוא מחלת הסרטן. באמצעות דגימות מסוגים שונים של גידולים מנסה הקבוצה לחשוף את המנגנונים המולקולריים השונים הגורמים להיווצרות סרטן, לחפש את רשתות השיעתוק הבסיסיות, ולקשר בין פרופילי ביטוי של גנים לבין איבחון וטיפול.

צוות רב-תחומי אחר במכון פיתח שיטה חדשה לייצוב חלבונים, תוך שימוש בשיטות בתחום הביולוגיה החישובית: חישוב מראש של תכונותיהם הפיסיקליות של החלבונים, מציאת רצפיהם היציבים, והנדסת החלבון המבוקש, תוך שימוש במאגרי מידע של מבנים מולקולריים. המדענים אף הקימו שרת אוטומטי לחיזוי השינויים הנחוצים לייצוב חלבונים, אשר נותן תחזיות לגבי מידת היציבות של גרסאות שונות של חלבונים, אותן ניתן לבדוק הלכה למעשה במעבדה. לייצוב חלבונים יש משמעות אדירה בתעשיית התרופות, ובשיטה זו נעזרים מדענים ברחבי העולם.