Biologi har traditionelt studeret ét gen, ét protein eller én pathway ad gangen. Systembiologi har en anden tilgang. Den studerer interaktionerne mellem komponenterne i et biologisk system som helhed. Den undersøger, hvordan netværk af gener, proteiner og metabolitter arbejder sammen for at producere adfærd, som ingen enkelt komponent kan forklare. Helheden er mere end summen af ​​dens dele.

Feltet er afhængigt af data i stor skala. Genomik, transkriptomik, proteomik og metabolomik genererer enorme datasæt. Beregningsmodeller integrerer disse data i netværk og simuleringer. Modellerne forudsiger, hvordan systemet reagerer på forstyrrelser, såsom et lægemiddel eller en mutation. De identificerer nye egenskaber, der ikke er indlysende ud fra individuelle komponenter.

Systembiologi anvendes inden for mange områder. Inden for medicin identificerer den lægemiddelmål og biomarkører ved at se på netværk snarere end enkeltgener. Inden for mikrobiologi modellerer den, hvordan bakterier reagerer på antibiotika. Inden for kræft studerer den de signalnetværk, der driver tumorvækst. Inden for økologi modellerer den interaktioner mellem arter. Tilgangen er holistisk og kvantitativ.

Udfordringerne er kompleksitet og dataintegration. Biologiske systemer er støjende, dynamiske og kontekstafhængige. Modeller er forenklinger. Data fra forskellige kilder er muligvis ikke sammenlignelige. Men systembiologien modnes, og den ændrer, hvordan vi tænker på biologi.