Biologia a studiat în mod tradițional o genă, o proteină sau o cale metabolică pe rând. Biologia sistemelor adoptă o abordare diferită. Aceasta studiază interacțiunile dintre componentele unui sistem biologic în ansamblu. Se întreabă cum funcționează împreună rețelele de gene, proteine ​​și metaboliți pentru a produce un comportament pe care nicio componentă singulară nu îl poate explica. Întregul este mai mult decât suma părților sale.

Domeniul se bazează pe date la scară largă. Genomica, transcriptomica, proteomica și metabolomica generează seturi vaste de date. Modelele computaționale integrează aceste date în rețele și simulări. Modelele prezic modul în care sistemul răspunde la perturbații, cum ar fi un medicament sau o mutație. Ele identifică proprietăți emergente care nu sunt evidente din componentele individuale.

Biologia sistemelor este utilizată în multe domenii. În medicină, identifică ținte medicamentoase și biomarkeri analizând rețelele mai degrabă decât genele individuale. În microbiologie, modelează modul în care bacteriile răspund la antibiotice. În cancer, studiază rețelele de semnalizare care stimulează creșterea tumorii. În ecologie, modelează interacțiunile dintre specii. Abordarea este holistică și cantitativă.

Provocările sunt complexitatea și integrarea datelor. Sistemele biologice sunt zgomotoase, dinamice și dependente de context. Modelele sunt simplificări. Datele din surse diferite pot să nu fie comparabile. Dar biologia sistemelor se maturizează și schimbă modul în care gândim despre biologie.