Biokompleksitet og Biofysik
Biokompleksitet er et grænsebrydende forskningsområde mellem fysik og biologi. Ved at bruge fysikkens principper og metoder kan man udforske den levende natur og biologiske fænomener.
"Mere er anderledes" af P. W. Anderson understreger nye fænomener på en lang række skalaer i naturen. I Biokompleksitet undersøger vi kontinuerligt mangfoldigheden af komplekse fænomener i biologiske, fysiske og sociale systemer, herunder mønsterdannelse, kompleks og kaotisk dynamik, væskedynamik, spilteori, netværk og økonofysik.
Vi bruger metoder fra fysik til at foreslå og udføre eksperimenter og modeller for levende systemer. Systemerne spænder fra proteiner og genregulering indeni celler til multi-cellulærer spatio-temporale strukturer. Forskningen er ofte et samarbejde mellem fysikere, biologer, medicinske læger og nanoforskere.
Biokompleksitet sektion består af forskere med en række forskellige interesser. Fascineret af forskellige fænomener i biologiske og komplekse systemer beskæftiger vi os forskningsemnerne teoretisk, beregningsmæssigt og eksperimentelt.
Vi har en "biocomplexity seminar series" med åbne seminarer hver 1-2 uge, normalt på onsdage. Derudover organiserer forskere fleksible seminarer og diskussioner.
Vi inviter studerende interesseret i at arbejde i dette fascinerende, banebrydende forskningsområde. Vi tiltrækker et stort antal masterstuderende til at skrive en afhandling i bio- og / eller komplekse systemundersøgelser.
Som studerende på Niels Bohr Institutet bliver du undervist af forskere. Undervisernes døre står åbne og du kan blive en del af forskningsgrupperne.
Er du interesseret i en uddannelse inden for biofysik og biokompleksitet? Vil du gerne vide mere om uddannelsens indhold, hvordan det er at læse på Niels Bohr Institutet og hvordan du kan ansøge?
Så kig på disse sider:
Bionetværk & Komplekse systemer (Center for Models of Life [CMOL]):
Det ligner kaos og tilfældigheder, men ved at udvikle dynamiske computermodeller kan forskerne opklare strukturen af forbindelsesvejene, og de har opdaget, at alle de mange forskellige slags netværk har fælles egenskaber i den grundlæggende struktur - fra verdensomspændende kommunikationsnetværk helt ned til cellernes netværk af signalstoffer.
Læs mere om Bionetværk og komplekse systemer (på engelsk) >>
Eksperimentel biofysik
Vi undersøger de fysiske egenskaber for levende celler ved at anvende en række avancerede optiske teknikker og metoder fra bl.a. nanovidenskab. Levende celler er utroligt dynamiske, og for en fysiker kan den komplekse celle karakteriseres som et levende materiale. Vi undersøger cellerne ved at kombinere optisk mikroskopi med optisk manipulation.
Læs mere om Eksperimentel Biofysik (på engelsk) >>
Jauffred Lab: Vi forfølger mekaniske modeller for cellekoloniernes morfologier. Vi bruger avanceret billeddannelse til at forstå, hvordan mønster, spredning og genetik reguleres af et samspil mellem intercellulære kræfter, vækst og cellemotilitet.
Læs mere om Jauffred Lab (på engelsk) >>
Membraner
Ved at bruge fysikkens principper og metoder udforsker gruppen 'Biofysik - Membraner' biologiske fænomener og arbejder med at opklare, hvordan proteiner og kemiske stoffer passerer gennem både biologiske og kunstige membraner. Den fysiske teori om et elektrisk kredsløb kan for eksempel beskrive, hvordan signaler transporteres rundt i hjernen.
Læs mere om Membraner (på engelsk) >>
Atmosfærisk kompleksitet
Gruppen Atmosfærisk kompleksitet bruger metoder fra teoretisk fysik til at beskrive og modellere atmosfæriske processer ved hjælp af simuleringer og observationsdata.
Læs mere om Atmosfærisk kompleksitet (på engelsk) >>
Uni-Bio lab: from models to unifying concepts in Biology
We use mathematical models and quantitative experiments to investigate how individual cells and cellular populations rapidly adapt to changes in the environment. A few examples include Asymmetric Damage Segregation (bacteria), Early differentiation of the embryo, receptor adaptation; excitable dynamics in inflammation (islets).
Center for Models of Life >> |
|
NanoHeal (JM/CMOL) |
|
FlowTrans (JM/CMOL) |
|
Epigenetics (CMOL) |
|
Collective behavior in cell communities (CMOL) |
|
Self organization of Diversity: Evolution, species, diseases, development (CMOL) |
|
Regulatory dynamics and feedbacks (CMOL) |
|
Experimentel Biofysik >> |
|
CELLEN SOM ET LEVENDE MATERIALE Den biologiske celle er et komplekst og spændende system hvor både fysiske og biologiske mekanismer sammen styrer cellens funktioner. Cellen udgør derfor et perfekt system hvor samspillet mellem fysik og biologi kan udforskes. På NBI undersøger vi de fysiske egenskaber af cellen ved hjælp af optiske og mekaniske metoder. Disse fysiske metoder tillader os at manipulere fx. cellens form, for derefter at visualisere cellens molekylære respons. Celler er yderst interaktive i forhold til deres miljø og kan karakteriseres som et aktivt materiale der reagerer på både kemiske og fysiske stimuli. BIOFYSIKKEN AF CELLE OVERFLADEN Vi påvirker celler på nanoskopiskt niveau, både mekanisk og termiskt, for at undersøge cellers evne til at håndtere stress-stimuli fra omgivelserne. Ved at anvende en optisk pincet har vi lært at cellens overflade har nogle fingerlignende strukturer, kaldet filopodia, som spiller en afgørende rolle i cellers bevægelse samt deres evne til at kommunikere med hinanden og omgivelserne. Ved at punktere cellens overflade med ultrafokuseret opvarmning er vi i gang med at undersøge cellers utrolige evne til at lappe overfladen med diverse proteiner. Generelt er cellens respons ofte forankret i dens skelet som besidder særdeles interessante fysiske egenskaber da det både kan være elastiskt og viskøst på samme tid, også kaldet viskoelastiskt. Graden af viskoelasticitet kan kvantificeres ved hjælp af optiske metoder med stor nøjagtighed. Cellens overflade og cellens indre kan desuden eksistere i ordnede og uordnede faser. Disse fysiske faser kan have stor betydning i biokemiske processer og for organisering af proteiner og for cellens form. Sammenfattende kan siges at vi i dag ved at biofysiske mekanismer ligger til grund for rigtig mange af cellens funktioner og biofysikkens metoder har vist sig særdeles brugbare i biologisk forskning hvilket afspejles i vores tætte samarbejde med forskellige biovidenskaber. |
|
Funding: Villum Foundation (2012-2015) and Sapere Aude DFF (2015-2019) and Novonordisk synergy grant (2019-2022). |
|
Uni-Bio-Lab >>
|
|
Models of embryos and organs (Uni-Bio-Lab) Finances: Stemphys, DNRF, Period: 2015-2020 Staff and Students: Silas Boye Nissen, Alexander Nielsen, Julius Bier Kirkegaard. Contact Person: Ala Trusina Papers: 1) Theoretical tool bridging cell polarities with development of robust morphologies, SB Nissen, S Rønhild, A Trusina, K Sneppen, Elife 7, e38407, 2017 2) Stochastic priming and spatial cues orchestrate heterogeneous clonal contribution to mouse pancreas organogenesis HL Larsen, L Martín-Coll, AV Nielsen, CVE Wright, A Trusina, YH Kim, Anne Grapin-Botton, Nature communications 8 (1), 605 3) Four simple rules that are sufficient to generate the mammalian blastocyst. / Nissen, Silas Boye; Perera Pérez, Marta; Martin Gonzalez, Javier; Morgani, Sophie Maria Christina; Jensen, Mogens Høgh; Sneppen, Kim; Brickman, Joshua Mark; Trusina, Ala. I: PLOS Biology, Vol. 15, Nr. 7, e2000737, 12.07.2017, s. 1-30 |
Bente Markussen, Sektionssekretær
Niels Bohr Institutet, Biokompleksitet
Blegdamsvej 17
2100 København Ø
Kontor: Bygning K
Telefon: +45 353-35845
Telefon (Sekretariat): +4535325200
Mobil: +45 23839875
E-mail: markussen@nbi.ku.dk
Namiko Mitarai, Sektionsleder
Blegdamsvej 17
2100 København Ø
Telefon: +45 35 32 54 02
Email: mitarai@nbi.ku.dk
Ansatte
Nyheder om Biofysik
Ny forståelse af kroppens celler: Slår i takt som bornholmerure
Events at NBI
-
4. okt. 2024, kl. 15.15
Master Thesis defense by Magnus Guldbæk Hansen
-
9. okt. 2024, kl. 16.15
Niels Bohr Lecture by Drummond Fielding, Cornell University
-
10. okt. 2024, kl. 13.15
Joint Theory Seminar: Lorenzo Bianchi
-
10. okt. 2024, kl. 15.00
NQCP Life in Quantum - CTO Kyle Thompson, Maybell Quantum Industries