Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie Bioinformatik zu Gesundheit und Umwelt beiträgt? Was ist das SIB Swiss Institute of Bioinformatics – in einfachen Worten? Auf dieser Webseite finden Sie konkrete Beispiele dafür, wie die Life-Science-Infrastruktur und die Datenwissenschaftskompetenz des Instituts zu einer besseren Welt und einer stärkeren Schweiz beitragen. Entdecken Sie die fünf Vorteile des SIB für forschung, gesundheit, überwachung von Epidemien, die umwelt und die Positionierung der Schweiz auf internationaler Ebene.
Ein unverzichtbarer Partner für die Lebenswissenschaften und ein Gewinn für die Gesellschaft
Einführung in das SIB
Datenwissenschaft im Dienste der Biologie, Gesundheit und Umwelt
Seit ihrer Gründung vor 25 Jahren hat sich die SIB dank der Unterstützung des SBFI* zu einer der führenden Organisationen für biologische und biomedizinische Datenwissenschaften in Europa entwickelt.
*Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation
Das SIB ist in den wichtigsten akademischen Institutionen der Schweiz vertreten und leitet zahlreiche Infrastrukturprojekte auf nationaler und internationaler Ebene.
Diese haben einen großen Einfluss auf die Life-Science-Forschung und bringen direkte Vorteile für die Gesellschaft mit sich.
in Zahlen*
28
institutionelle Partner in der ganzen Schweiz
91
gruppen
885
mitglieder, darunter 186 Mitarbeiter
*zum 1. Januar 2023
Dekodierung
Brücken, Straßennetze und das Internet helfen einem Land, Wohlstand und Wissen zum Nutzen seiner Bevölkerung zu schaffen.
Ebenso hilft die von den Bioinformatikern des SIB entwickelte Infrastruktur Forschern, ihre Entdeckungen zu beschleunigen, und Klinikern, ihre Diagnose- und Behandlungskapazitäten auszubauen.
SIB auf Video
Im Rahmen seines vom SBFI übertragenen Auftrags entwickelt das SIB Forschungsinfrastrukturen, darunter:
sichere Datenverarbeitungs- und -austauschplattformen auf nationaler Ebene
modernste offene Datenbanken und Software-Tools
anwendungen für die klinische Diagnose
gezielte Fachkompetenzen und Training, um den Bedürfnissen von Forschern und Fachleuten im Gesundheitswesen gerecht zu werden
Finanzielle Ressourcen:
Das Jahresbudget des Instituts für seine Tätigkeiten von nationalem Interesse beträgt rund 30 Millionen Franken.
Der Beitrag des SBFI beträgt rund 40 % (ohne die Mittel für BioMedIT/SPHN) und ermöglicht es dem SIB, ein Drittel seiner Einnahmen aus wettbewerbsorientierten Mitteln wie langfristigen Kooperationen und Dienstleistungen sowie aus Zuschüssen zu erzielen.
Lösungen zum Nutzen der Gesellschaft: einige Beispiele
Nutzen n° 1 – Forschung
Beschleunigung der Life-Science-Forschung
Im Rahmen seines Auftrags stellt das SIB Forschern Software und Referenzdatenbanken zur Verfügung , mit denen sie ihre Entdeckungen beschleunigen können, was sich positiv auf Gesundheit, Natur, Landwirtschaft und vieles mehr auswirkt. Weitere Informationen hierzu finden Sie hier.
Die Swiss-Prot-Gruppe beispielsweise entwickelt und pflegt Wissensdatenbanken wie UniProt und Rhea durch «Expert Biocuration». Diese hochspezialisierte Tätigkeit ermöglicht die Auswahl und Kommentierung der zuverlässigsten und umfassendsten wissenschaftlichen Daten zu einem bestimmten biologischen Thema, beispielsweise Proteinen, durch Experten. Offene Ressourcen dieser Art ermöglichen es Forschern, ihre Arbeit auf das beste verfügbare Wissen zu stützen.
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Die daraus resultierenden Zeitersparnisse und Qualitätsvorteile sind entscheidend für neue Entdeckungen
Praktisches Beispiel:
unterstützung der Entwicklung wünschenswerter agronomischer Eigenschaften in Nutzpflanzen. Weitere Informationen
SIB-Datenbanken sind zuverlässige Lernquellen
für Algorithmen des maschinellen Lernens
in Biologie und Medizin.
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Erhöhte Zuverlässigkeit von Algorithmen und die Möglichkeit, Modelle zu erklären
Praktisches Beispiel:
vorhersage von Gen-Krankheits-Zusammenhängen oder Protein-Wirkstoff-Wechselwirkungen
Das SIB bietet jährlich über 60 Kurse in verschiedenen Bereichen der Bioinformatikan , um Biologen und Klinikern dabei zu helfen, ihre Fähigkeiten zu verbessern.
Beispiele für von SIB für die globale Wissenschaftsgemeinschaft entwickelte Infrastrukturen:
Die erste umfassende, frei zugängliche computergestützte Umgebung für das Wirkstoffdesign im Internet
36.500 Nutzer/Monat
232.900 Anfragen/Monat
Die weltweit am häufigsten verwendete Informationsquelle zu Proteinen
581.200 Nutzer/Monat
8.3 Millionen Seitenaufrufe/Monat
A eine Protein-Protein-Interaktionsdatenbank
71.600 Nutzer/Monat
1.9 Millionen Seitenaufrufe/Monat
Eine Plattform, die 3D-Modelle von Proteinen erstellt und bereitstellt
40.100 Nutzer/Monat
104.700 produzierte Modelle / Monat
Eine fachkundig kuratierte Datenbank mit Zelllinien
39.900 Nutzer/Monat
235.600 Seitenaufrufe/Monat
Nutzen Nr. 2 – Gesundheit
Unterstützung der Entwicklung personalisierter Gesundheitslösungen
2017 hat die Schweizerische Eidgenossenschaft das Swiss Personalized Health Network (SPHN) ins Leben gerufen, um die Forschung im Bereich der personalisierten Gesundheit* zu beschleunigen. Die SIB steht im Zentrum dieser Initiative.
*Personalisierte Gesundheit basiert auf der verstärkten Nutzung immer präziserer Daten (klinische, genetische usw.), um jeden Einzelnen zu charakterisieren und so die Diagnose, Prävention und Behandlung von Krankheiten zu optimieren.
Als Data Coordination Centre (DCC) des SPHN ist das SIB für die technische Umsetzung der Initiative und die Koordination der verschiedenen Akteure verantwortlich, darunter Spitäler, die Patientendaten sammeln, Forscher, die die Entwicklung der Infrastruktur testen, und verschiedene Expertengruppen.
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Den Bürgern soll ermöglicht werden, von den neuesten Fortschritten in der personalisierten Medizin zu profitieren, die durch Forschungsprojekte vorangetrieben werden, beispielsweise zu den Faktoren, die beim Auftreten oder der Behandlung bestimmter Erkrankungen wie chronischen Krankheiten oder Krebs eine Rolle spielen.
Das SIB koordiniert die Harmonisierung und Bereitstellung von Gesundheitsdaten aus Schweizer Spitälern für Forschungszwecke über das sichere nationale Computernetzwerk BioMedIT.
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Autorisierte Forscher erhalten mit Zustimmung der Patienten sicheren Zugang zu einer kritischen Datenmenge, um ihre Studien durchzuführen.
fokus
Förderung der Präzisionsonkologie
Das SIB reagiert auf die spezifischen Bedürfnisse von Klinikern in Universitätskliniken durch die Entwicklung einer langfristigen Infrastruktur, insbesondere im Bereich der Präzisionsonkologie. Einige Beispiele:
Entwicklung und Optimierung eines Tools
mit den Genfer Universitätskliniken (HUG) entwickelt wurde und seit 2016 zur Verwaltung
und Analyse von Sequenzierungsdaten von Tumoren
in der routinemäßigen Krebsdiagnostik (derzeit in Version 5).
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Effizientere, präzisere Diagnose.
Eine nationale Plattform, die es Schweizer Klinikern ermöglicht, eine gemeinsame klinische Interpretation der bei ihren Patienten in Tumoren identifizierten genetischen Varianten auszutauschen.
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Harmonisierte, von Ärzten überprüfte Interpretation der bei Krebspatienten gefundenen Varianten zur Unterstützung der klinischen Forschung und letztlich der Patientenversorgung.
Training für Kliniker und Forscher durch ein Certificate of Advanced Studies (CAS) in personalisierter molekularer Onkologie in Zusammenarbeit mit den Universitätsspitäler Basel und Lausanne und der Universität Basel.
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Harmonisierte, von Klinikern überprüfte Interpretation der bei Krebspatienten gefundenen Varianten zur Unterstützung der klinischen Forschung und letztlich der Patientenversorgung.
Software, die vom Molekularen Tumorboard für die französischsprachige Schweiz (CHUV & HUG) zur Unterstützung der Arbeit von Onkologen verwendet wird.
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Finden Sie heraus, welche genetischen Mutationen wahrscheinlich einen Einfluss auf die Tumorentwicklung haben und tragen Sie dazu bei, die wirksamste Behandlung zu finden.
Verbesserung der Analyse von Bilddaten von Tumorproben mithilfe von maschinellem Lernen in Zusammenarbeit mit Lunaphore und den Genfer Universitätskliniken.
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Unterstützung der Charakterisierung von Tumormikroumgebungen, um Behandlungen an Patientenprofile anzupassen.
Nutzen Nr. 3 –Überwachung von Epidemien
Die Schweiz für Epidemien rüsten
Unter den von der SIB entwickelten offenen Datenbanken und Softwareprogrammen wird V-pipe zur Erkennung neuer SARS-CoV-2-Varianten im Abwasser eingesetzt, während Nextstrain die Echtzeitverfolgung der Virusentwicklung ermöglicht.
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Ermöglichung der frühzeitigen Erkennung und Verfolgung von Viren und Information der Gesundheitsbehörden.
Das SIB hat zudem eine nationale Plattform zur Zentralisierung von Sequenzierungsdaten pathogener Viren und Bakterien entwickelt, die Swiss Pathogen Surveillance Platform (SPSP), um die Schweiz mit einem wichtigen Überwachungsinstrument im Kampf gegen Infektionskrankheiten auszustatten.
Die Plattform wurde in Rekordzeit an die COVID-19-Pandemie angepasst und wird vom Bundesamt für Gesundheit (BAG)als Swiss SARS-CoV-2 Data Hubgenutzt .
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Eine erhebliche Zeitersparnis für das BAG, das dreimal pro Woche maßgeschneiderte und standardisierte Berichte mit repräsentativen Daten für die gesamte Schweiz erhält.
Die Plattform bietet der internationalen Forschungsgemeinschaft außerdem freien Zugang zu den genetischen Sequenzen des Virus.
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Seit Beginn der Pandemie wurden über 100.000 Sequenzen geteilt, wodurch die Schweiz zu den fünf Ländern mit den meisten Beiträgen gehört, um die Forschung zu diesem Virus zu beschleunigen.
Dank dieser nationalen Infrastruktur verfügt die Schweiz über ein Instrument zur Überwachung der Entstehung von Viren und multiresistenten Bakterien.
Nutzen Nr. 4 –Umwelt
Genomforschung zum Nutzen der Umwelt und der Landwirtschaft
Groß angelegte Initiativen zur Genomsequenzierung verändern unser Verständnis der biologischen Vielfalt. Sie liefern grundlegende Erkenntnisse darüber, wie biologische Systeme funktionieren und wie Arten auf Umweltveränderungen reagieren. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sowohl in der Landwirtschaft als auch im Umweltschutz vielfältig.
SIB-Gruppen beteiligen sich an internationalen Initiativen, die darauf abzielen, den Erhalt von Arten durch ein besseres Verständnis ihrer genetischen Eigenschaften zu unterstützen.
Biodiversity Genomics Europe (BGE) ist ein paneuropäisches Projekt, das die Bemühungen zweier wichtiger Initiativen zu DNA-Barcoding (iBOL Europe) und Genomik (European Reference Genome Atlas ERGA, zu dem mehrere SIB-Gruppen beitragen) bündelt, um die Probenahme und Analyse der biologischen Vielfalt in ganz Europa zu verbessern. Die Gruppe Environmental Bioinformatics ist für die Koordinierung der beiden Aktivitäten verantwortlich.Weitere Informationen
Künstliche Intelligenz hilft bei der Priorisierung von Naturschutzgebieten: Mit dem von einer SIB-Gruppe entwickelten Softwarepaket CAPTAIN können Faktoren wie Biodiversitätsdaten, das für den Naturschutz zur Verfügung stehende Budget sowie Informationen über den Druck durch den Menschen und den Klimawandel integriert werden, um das Aussterberisiko und die Gefährdung aufzuzeigen. Dies kann als Grundlage für Massnahmen zur Erreichung der Ziele der UN-Biodiversitätskonferenz (COP15) dienen.
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Diese Methoden wurden verwendet, um das Aussterberisiko verschiedener Pflanzenarten in Madagaskar vorherzusagen, was zu einem Aufruf zu ihrem dringenden Schutz führte. Erfahren Sie mehr
Nutzen n° 5–international
Stärkung der Attraktivität der Schweiz und Förderung von Innovation
Das SIB vertritt die Schweiz in zahlreichen internationalen Spitzenforschungsinitiativen, trotz des fragileren Kontextes mit den europäischen Vereinbarungen.
Das SIB istein etablierter Partner für öffentlich-private europäische Projekte (wie beispielsweise die Innovative Medicines Initiatives) bei der Verwaltung und Analyse sensibler Daten aus Dutzenden von Ländern.
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Finden Sie praktische Lösungen zur Vorbeugung und Behandlung von Diabetes, Krebs oder Fettleibigkeit durch die Analyse von Kohorten aus verschiedenen Ländern.
Das SIB ist Mitleiter eines europäischen Projekts, das auf den freien, harmonisierten Austausch von SARS-CoV-2-Gensequenzierungsdaten aus aller Welt abzielt.
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Erhöhung des Datenvolumens für die globale Forschung auf der Grundlage des Schweizer SARS-CoV-2-Data- Hub-Modells.
Das SIB entwickelt offene wissenschaftliche Datenbanken und Tools, auf die Forscher weltweit vertrauen. Von den 17 SIB-Ressourcen, die jährlich von über 10 Millionen Nutzern verwendet werden, wurden 5 mit dem europäischen Gütesiegel «ELIXIR Core Data Resource» ausgezeichnet (Cellosaurus, Rhea, STRING, SWISS-MODEL und UniProt) und 5 sind weltweit als Global Core Biodata Resources (Bgee, Cellosaurus, Rhea, STRING und UniProt) anerkannt.
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Beschleunigen Sie die Forschung durch Lösungen für offene Forschungsdaten (ORD) und tragen Sie zum internationalen Ruf der Schweizer Expertise bei.
SIB ist ein strategischer Partner, wenn es darum geht, über die Zukunftsfähigkeit kritischer Forschungsinfrastrukturen in den Lebenswissenschaften nachzudenken. Das Institut war an der Gründung der Global Biodata Coalition beteiligt und engagiert sich weiterhin in dieser Organisation. Es ist auch Mitglied der Global Alliance For Genomics & Health (GA4GH), die sich für einen verantwortungsvollen Umgang mit Genomdaten einsetzt.
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Als Sprecher der Schweiz bei der Erarbeitung von Lösungen für die wichtigsten Probleme im Bereich der Forschungsinfrastruktur und der biologischen und biomedizinischen Datenwissenschaft fungieren.
