Forskning i Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet Forskning i Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet Forskning i Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet Forskning i Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet Forskning i Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet Forskning i Biokompleksitet på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet

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:

Generelt om uddannelsen, studieliv, optagelse mm.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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).

Læs mere om Uni-Bio-Lab (på engelsk) >>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Center for Models of Life >>

NanoHeal (JM/CMOL)
The application of stress to multiphase solid-liquid systems often results in morphological instability. For example, a surface of a stressed solid in contact with its solution corrugates and develops parallel grooves. The instability is triggered by deformation mechanisms operating across multiple scales and it is thermodynamically controlled by spatial gradients in the chemical potential.

FlowTrans (JM/CMOL)
The research themes of FLOWTRANS relate to the characterization and the understanding of fluid flow and chemical reaction within rocks and granular media. This has become an ever-increasing problem in Earth Sciences, Physics, and in many industrial applications, including CO2 sequestration, hydrocarbon migration, ore deposit development, and radioactive waste disposal.

Epigenetics (CMOL)
Cells carry information handed down from their ancestors and are able to pass on information to their descendants. In many cases this memory" is epigenetic - not stored in the DNA sequence - allowing cells with identical DNA to maintain distinct properties.

Collective behavior in cell communities (CMOL)
Biological signaling and regulation of cell growth and state may extend across space, combining local action of some molecules with the spatially extended action of molecules that are designed to diffuse more freely.

Self organization of Diversity: Evolution, species, diseases, development (CMOL)
At all scales, biology presents an astounding diversity of discrete states or species, which coexist over time-scales much longer than the characteristic times of the underlying degrees of freedom. These degrees of freedom ranges from protein to population numbers.

Regulatory dynamics and feedbacks (CMOL)
Protein production in living cells is a huge process, which depends on external conditions, stress, and also coupled to the ability of genetically identical cells to behave differently. The transcription and translation machinery of cells are regulated on both large and small scale, invoking physiological stress signals, as well as specifically acting transcription and translation regulators.

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).

 Læs mere om forskningen i Eksperimentel Biofysik gruppen >>

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

 

 

 

 

Forskningscenter:

StemPhys: The Center for Stem Cell Decision Making, StemPhys, is an interdisciplinary center founded as a collaboration between Danstem and The Niels Bohr Institute . StemPhys joins forces of physics and stem cell biology with the goal of understanding and controlling stem cell commitment by looking at biochemical and mechanical coordination within cells, organoids and embryos.

Besøg hjemmesiden her: https://stemphys.nbi.ku.dk/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ansatte

Navn Titel Billede
Søg i Navn Søg i Titel
Alonso, Albert Ph.d.-stipendiat Billede af Alonso, Albert
Arastoo, Mohammadreza Videnskabelig assistent Billede af Arastoo, Mohammadreza
Ardaseva, Aleksandra Postdoc Billede af Ardaseva, Aleksandra
Bendix, Pól Martin Lektor Billede af Bendix, Pól Martin
Berglund, Andreas Ph.d.-stipendiat Billede af Berglund, Andreas
Bonn, Lasse Frederik Videnskabelig assistent Billede af Bonn, Lasse Frederik
Brown, Stanley Lektor emeritus Billede af Brown, Stanley
Cordero, Mireia Ph.d.-stipendiat Billede af Cordero, Mireia
Danielsen, Helena Maria Dávidsdóttir Ph.d.-stipendiat Billede af Danielsen, Helena Maria Dávidsdóttir
Doostmohammadi, Amin Adjunkt Billede af Doostmohammadi, Amin
Ebrahimi, Samira Gæsteforsker Billede af Ebrahimi, Samira
Eilersen, Andreas Thomas Gæsteforsker Billede af Eilersen, Andreas Thomas
Ellegaard, Clive Sigurd Lektor emeritus Billede af Ellegaard, Clive Sigurd
Farhangibarooji, Younes Akademisk medarbejder Billede af Farhangibarooji, Younes
Fiévet, Romain Frédéric Sébastien Ekstern forsker Billede af Fiévet, Romain Frédéric Sébastien
Garcia Vazquez, Alba Ph.d.-stipendiat Billede af Garcia Vazquez, Alba
Gronemeyer, Ronja Mareike Ph.d.-studerende Billede af Gronemeyer, Ronja Mareike
Grudtsyna, Valeriia Ph.d.-stipendiat Billede af Grudtsyna, Valeriia
Heimburg, Thomas Rainer Professor Billede af Heimburg, Thomas Rainer
Heltberg, Mathias Spliid Postdoc Billede af Heltberg, Mathias Spliid
Hertz, John Emeritus Billede af Hertz, John
Härter, Jan Olaf Mirko Lektor Billede af Härter, Jan Olaf Mirko
Höller, Jannik Ekstern ph.d.-studerende Billede af Höller, Jannik
Jauffred, Liselotte Lektor Billede af Jauffred, Liselotte
Jensen, Gorm Gruner Gæsteforsker Billede af Jensen, Gorm Gruner
Jensen, Inger Margrethe Gæsteforsker Billede af Jensen, Inger Margrethe
Jensen, Mogens Høgh Professor Billede af Jensen, Mogens Høgh
Juul, Jonas S. Gæsteforsker Billede af Juul, Jonas S.
Kamp, Dana Taylor Ph.d.-stipendiat Billede af Kamp, Dana Taylor
Kaneko, Kunihiko Professor Billede af Kaneko, Kunihiko
Kirkegaard, Julius Bier Adjunkt Billede af Kirkegaard, Julius Bier
Kruse, Irene Livia Ekstern ph.d.-studerende Billede af Kruse, Irene Livia
Kumar, Sameer Postdoc Billede af Kumar, Sameer
Leijnse, Natascha Adjunkt Billede af Leijnse, Natascha
Levinsen, Mogens Lektor emeritus Billede af Levinsen, Mogens
Lucchetti, Alessandra Ph.d.-stipendiat Billede af Lucchetti, Alessandra
Marantos, Anastasios Ph.d.-stipendiat Billede af Marantos, Anastasios
Markussen, Bente Fuldmægtig Billede af Markussen, Bente
Martiny, Emil Schou Ph.d.-stipendiat Billede af Martiny, Emil Schou
Mathiesen, Joachim Professor Billede af Mathiesen, Joachim
Mitarai, Namiko Lektor Billede af Mitarai, Namiko
Nickels, Jan Fabio Ph.d.-stipendiat Billede af Nickels, Jan Fabio
Nielsen, Alexander Valentin Ph.d.-studerende Billede af Nielsen, Alexander Valentin
Nielsen, Bjarke Frost Ekstern forsker Billede af Nielsen, Bjarke Frost
Nielsen, Malthe Skytte Nordentoft Ph.d.-studerende Billede af Nielsen, Malthe Skytte Nordentoft
Novev, Yavor Kirilov Gæsteforsker Billede af Novev, Yavor Kirilov
Pham, Minh Tuan Postdoc Billede af Pham, Minh Tuan
Proesmans, Karel Josef A Adjunkt Billede af Proesmans, Karel Josef A
Purohit Pacheco, Pablo Gæsteforsker Billede af Purohit Pacheco, Pablo
Sneppen, Kim Professor Billede af Sneppen, Kim
Thusgaard Ruhoff, Victoria Ph.d.-studerende Billede af Thusgaard Ruhoff, Victoria
Trusina, Ala Lektor Billede af Trusina, Ala
Xu, Xiaochan Gæsteforsker Billede af Xu, Xiaochan