Volume 46, Issue 1

Zusammenfassung Die Rekonstruktion von Stoffwechselwegen fußt auf genomischen und biochemischen Daten. Mit diesen Daten soll eine höhere Interaktionsebene zwischen Enzymen in einem spezifischen Genom dargestellt werden. Dabei geht es vor allem um Stoffwechselwege in einer Spezies oder einem Individuum (Patient). Es wird der Fluss der Metabolite in einem Netzwerk aus unterschiedlichen Stoffwechselwegen mit verschiedenen Werkzeugen wie zum Beispiel der Elementarmodenanalyse untersucht. So werden Schlüsselenzyme und potenzielle medizinische Ziele erkannt.

Zusammenfassung Die aktuelle Forschung in der molekularen Genetik und die Erfolge bei der Analyse von Genexpression und Proteinfunktion führen zu einer bisher unerreichten Fülle von Informationen über biologische Phänomene. Werkzeuge, die eine quantitative Beschreibung und Analyse ermöglichen, haben dabei eine entscheidende Bedeutung. Der Beitrag stellt Werkzeuge zur Modellerstellung, -simulation und -analyse vor, die bereits für eine Anzahl von biologischen Modellsystemen (Bakterien, Hefen) angewendet wurden. Das Werkzeug ProMoT dient zur automatischen Erstellung der Modellgleichungen, die anschliessend vom Gleichungslöser Diva numerisch untersucht werden können. Eine Analyse der Modellstruktur sowie die Berechnung von stationären Flüssen ist mit dem FluxAnalyzer möglich.

Zusammenfassung Um die im Zuge der Genomsequenzierungen ständig anwachsende Datenmenge sinnvoll nutzen zu können, werden Tools zur in silico -Analyse sowohl einzelner Proteine als auch kompletter Proteome entwickelt. Spezialisierte Nukleinsäure- und Protein-Datenbanken sind wichtige Hilfsmittel für die Analyse, Charakterisierung und Klassifizierung von Proteinsequenzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Tools, deren Schwerpunkte auf dem Sequenzvergleich, der Strukturanalyse und -vorhersage oder der Erkennung spezifischer Regionen liegen, bieten übergreifende Datenbanken zur Proteomanalyse die Möglichkeit, unterschiedliche Arten von Informationen zu integrieren und damit umfassende statistische Analysen ganzer Proteome durchzuführen.

Zusammenfassung In einer genomweiten Genexpressionsstudie wurden normale und fehlgebildete menschliche Herzen mittels cDNS-Arrays untersucht. Statistische und bioinformatische Methoden wurden benutzt, um gewebe- und krankheitsspezifische Genexpressionsmuster zu identifizieren und funktionelle Genkategorien mit bestimmten Phänotypen zu assoziieren.

Zusammenfassung Nach den großen Genomprojekten steht nun die Erforschung der Genprodukte, der Proteome, an. Die Proteomik verspricht neben fundamentalen Einsichten in die Funktionsweise des menschlichen Organismus, eine endlose Vielfalt von Applikationen in der medizinischen Diagnostik und Therapie. Wir beschreiben die derzeit gängigen experimentellen Techniken in der Proteomik. Diese Techniken erzeugen große Mengen komplexer Daten, die ohne geeignete Informatikmethoden nicht zu analysieren sind. Unter anderem kommen dabei Techniken aus dem Bereich der Statistik, des maschinellen Lernens, der Graphentheorie und der Bildverarbeitung zum Einsatz.

Zusammenfassung Middlewarelösungen haben sich in der Praxis bewährt, da sie einen transparenten Softwareentwurf und einen dynamischen Austausch von Softwarekomponenten ermöglichen. Bisherige Ansätze sind für viele Echtzeitanwendungen zu aufwändig und können nicht den Datendurchsatz von hochdynamischen Anwendungen leisten. Daher wird hier mit MiRPA eine leichtgewichtige, echtzeitfähige Middleware vorgestellt, die entsprechend hohe Datenraten erlaubt. Kernstück der Kommunikationsarchitektur ist ein Object Server, der Kommunikationsdienste, wie Nachrichten und kontrollierten Zugriff auf Shared Memory, bereitstellt. Ein auf IEEE1394-Standard (Firewire) aufsetzendes echtzeitfähiges Hochgeschwindigkeitsprotokoll (IAP) erlaubt den Zugriff auf verteilte Komponenten. MiRPA wurde insbesondere für den Einsatz innerhalb von Robotersteuerungen konzipiert und implementiert.

Zusammenfassung Bioinformatik war einer der ganz großen Trends der letzten Jahre und ist in veränderter Form immer noch ein wichtiger Bereich. Allerdings haben sich die Anforderungen gewandelt, waren früher "self-made" Informatiker für die meisten Bereiche ausreichend, so ist der Anspruch an den Bioinformatiker deutlich gestiegen aber auch klarer formuliert, was in der Vergangenheit nicht immer der Fall war.

Zusammenfassung Die Dissertation präsentiert neue Verfahren zur online Observierung und parallelem Check von Prozessoren durch Verfeinerung und Verbesserung bekannter Techniken und Methoden sowie Einführung neuer Ideen. Motivation war die Entwicklung von Techniken zur Fehlererkennung im selben Maschinenzyklus. Des Weiteren werden Verfahren zur schnellen Fehlerkompensation vorgestellt. Ziel ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit von Prozessoren speziell für sicherheitskritische Systeme.