Biologi har tradisjonelt studert ett gen, ett protein eller én mekanisme om gangen. Systembiologi har en annen tilnærming. Den studerer samspillet mellom komponentene i et biologisk system som helhet. Den spør hvordan nettverk av gener, proteiner og metabolitter fungerer sammen for å produsere atferd som ingen enkelt komponent kan forklare. Helheten er mer enn summen av delene.

Feltet er avhengig av storskala data. Genomikk, transkriptomikk, proteomikk og metabolomikk genererer enorme datasett. Beregningsmodeller integrerer disse dataene i nettverk og simuleringer. Modellene forutsier hvordan systemet reagerer på forstyrrelser, som et legemiddel eller en mutasjon. De identifiserer nye egenskaper som ikke er åpenbare fra individuelle komponenter.

Systembiologi brukes på mange områder. Innen medisin identifiserer den legemiddelmål og biomarkører ved å se på nettverk i stedet for enkeltgener. Innen mikrobiologi modellerer den hvordan bakterier reagerer på antibiotika. Innen kreft studerer den signalnettverkene som driver tumorvekst. Innen økologi modellerer den interaksjoner mellom arter. Tilnærmingen er helhetlig og kvantitativ.

Utfordringene er kompleksitet og dataintegrasjon. Biologiske systemer er støyende, dynamiske og kontekstavhengige. Modeller er forenklinger. Data fra forskjellige kilder er kanskje ikke sammenlignbare. Men systembiologi modnes, og den endrer hvordan vi tenker om biologi.