BIOWISSENSCHAFTEN / PHYSIK UND CHEMIE

Tkacik Group

Theoretische Bio- und Neurowissenschaften

Wie verarbeiten Netzwerke, die aus biologischen Komponenten bestehen – Neuronen, Signalmolekülen, Genen oder sogar kooperierenden Organismen – Information? Im Gegensatz zu technischen Systemen arbeiten biologische Netzwerke unter starken Beschränkungen aufgrund von Störungen, limitierter Energie oder Spezifizität, aber sie führen trotzdem ihre Funktionen verlässlich aus. Die Tkačik Gruppe verwendet Biophysik und Informationstheorie, um die Prinzipien und Mechanismen hinter diesem bemerkenswerten Phänomen zu verstehen.

Wie können sich Zellen in einem multizellulären Organismus reproduzierbar entscheiden, welches Gewebe sie werden sollen? Wie kooperieren Neuronen in der Retina, um visuelle Information am besten als neuronales Feuer zu kodieren? Wie begrenzt die Physik auf der mikroskopischen Ebene, die diktiert, wie jedes regulatorische Molekül mit jedem anderen interagiert, die regulatorischen Netzwerke, die heute in reellen Organismen beobachtet werden und wie können solche Netzwerke entstehen? Das sind manche der Fragen, mit denen sich die Tkačik Gruppe beschäftigt. Etwa die Hälfte ihrer Zeit widmet die Gruppe daten-getriebenen Projekten, die in enger Zusammenarbeit mit ExperimentalwissenschaftlerInnen durchgeführt werden. Die andere Hälfte widmet sie rein theoretischen Projekten. Ihr Ziel ist die Entwicklung theoretischer Ideen über die Funktion biologischer Netzwerke und ihre Verbindung mit hochpräzisen Daten.

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Team

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Mantas Gabrielaitis

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Aditya Gilra

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Rok Grah

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Michal Hledik

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Jan Humplik

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Bor Kavcic

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Fabrizio Lombardi

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Wiktor Mlynarski

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Thomas Sokolowski

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Laufende Projekte

Visuelle Kodierung in der Retina | Genetische Regulation während der frühen Embryonalentwicklung | Kollektive Dynamik | Evolution der Genregulation


Publikationen

Prizak R. 2019. Coevolution of transcription factors and their binding sites in sequence space, IST Austria, 189p. View

Carballo-Pacheco M, Desponds J, Gavrilchenko T, Mayer A, Prizak R, Reddy G, Nemenman I, Mora T. 2019. Receptor crosstalk improves concentration sensing of multiple ligands. Physical Review E. 99(2), 022423. View

Mitosch K, Rieckh G, Bollenbach T. 2019. Temporal order and precision of complex stress responses in individual bacteria. Molecular systems biology. 15(2). View

Petkova MD, Tkacik G, Bialek W, Wieschaus EF, Gregor T. 2019. Optimal decoding of cellular identities in a genetic network. Cell. 176(4), 844–855.e15. View

De Martino D. 2019. Feedback-induced self-oscillations in large interacting systems subjected to phase transitions. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. 52(4), 045002. View

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Karriere

seit 2017 Professor, IST Austria
2011 – 2016 Assistant Professor, IST Austria
2008 – 2010 Postdoc, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA
2007 Postdoc, Princeton University, USA
2007 PhD, Princeton University, USA


Ausgewählte Auszeichnungen

2018 HFSP Grant
2012 HFSP Grant
2003 Burroughs-Wellcome Fellowship, Princeton University
2002 Golden Sign of the University of Ljubljana


Zusätzliche Informationen

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