Systems biology: from the fundamentals of complexity to applications in plant biology

Biologia de sistemas: dos fundamentos da complexidade às aplicações em biologia de plantas

Autores

Palavras-chave:

Complexity, Cells, Regulation, Plantas, Redes

Resumo

Systems biology is an interdisciplinary scientific approach that seeks to understand complex phenomena through an integrative (holistic) view of biological information. By analyzing data from experimental biology, this approach can generate models and representations of biological phenomena, creating opportunities for simulations and the construction of new knowledge or hypotheses. This approach contributes to predicting activities and phenomena, leading to a better understanding of complex biological mechanisms or processes. Systems biology can aid in the identification and description of biological regulation processes, which generally affect different layers of biological information. In this review, we address the fundamental concepts of systems biology, such as complexity, emergent properties, and the representation of complex systems, with special attention to the application of systems biology in plant nutrition studies, to illustrate the potential of this fascinating scientific approach.

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Biografia do Autor

Leandro Luis Lavandosque, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo

Graduando em Engenharia Agronômica pela Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP. Atualmente faz Iniciação Científica no Laboratório de Biologia de Sistemas Regulatórios (LABIS), no Centro de Energia Nuclear na Agricultura/USP. Técnico em Química pela ETEC "Cel. Fernando Febeliano da Costa". Tem trabalhado em projetos relacionados à microbiologia, nanotecnologia e bioquímica.

Ivan Alberto Sandoval Salazar, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo

Biólogo, mestre em tecnologia de processos químicos e bioquímica, doutorando em Bioenergia com experiência no desenvolvimento e inovação de novos produtos biotecnológicos, através da manipulação e isolamento de biomoléculas e microrganismos através do uso de técnicas de biologia molecular, microbiologia e bioquímica, a fim de Obter biocombustíveis, medicamentos, alimentos, plantas, incluindo a transformação de produtos e subprodutos agrícolas e agroindustriais.Conhecimento em instalação, implementação e padronização de metodologias laboratoriais com foco em cromatografia de massa gasosa e microscopia avançada com gerenciamento de seus respectivos softwares, além do desenvolvimento de análises estatísticas e acompanhamento de projetos de P D. 

Lucca de Filipe Rebocho Monteiro, Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo

Mestrando em Botânica com bolsa CNPq (131395/2023-8) no Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP). Bacharel em Ciências Biológicas (2023) pela USP. Fez iniciação científica voluntária no Laboratório de Biologia de Sistemas Regulatórios (Instituto de Química-USP/Centro de Energia Nuclear na Agricultura-USP) e com bolsa FAPESP (2022/02633-0) no Laboratório de Biologia Molecular de Plantas (IB-USP). Tem experiência em bioinformática, com ênfase em análise de promotores gênicos e reanálise de dados "ômicos". Tem também familiaridade com técnicas de biologia molecular em geral. Atuou nos seguintes temas: (1) Estudo da regulação da expressão gênica na microalga-modelo Chlamydomonas reinhardtii sob privação de nitrogênio, com foco em fenótipos de acúmulo de lipídeos induzidos por estresse; (2) Estudo da resposta do transcriptoma de arroz a altas temperaturas, com foco em sua regulação por splicing alternativo e fatores epigenéticos. Atualmente colaborando no desenvolvimento de protocolos de transformação genética de arroz para obtenção de linhagens de superexpressão e editadas por CRISPR/Cas9, visando futuros estudos de caracterização funcional.

Flavia Winck, Universidade de São Paulo

Atualmente é Professora Doutora do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo. Foi Professora Doutora do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo entre 2015 a 2020. Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual de Campinas (2005) e mestrado em Biologia Funcional e Molecular na mesma instituição (2007). Realizou seu doutorado em Biologia molecular na escola interdisciplinar de Biologia de Sistemas no centro GoFORSYS (Potsdam-Golm BMBF-FORschungseinrichtung zur SYStembiologie) pela Universität Potsdam e Instituto Max Planck de fisiologia molecular de plantas (2011) (Alemanha). Foi pesquisadora pós-doutora no Departamento de Desenho de Produtos e Processos da Faculdade de Engenharia Química da Universidad de los Andes (Colômbia) na área de biotecnologia e biologia de sistemas (2012). Entre 2012 e 2015 foi pesquisadora do grupo de Espectrometria de massas e Proteômica no Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). É membro da diretoria da Sociedade Brasileira de Bioenergia. Tem experiência na área de Bioquímica e Biologia Molecular, com ênfase em fisiologia molecular de microalgas, biologia de sistemas, proteômica, espectrometria de massas, redes regulatórias, bioinformática, biotecnologia e bionanotecnologia.

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Publicado

2024-05-31

Edição

2024: Global Impact

Seção

Articles