Biologi har traditionellt studerat en gen, ett protein eller en signalväg i taget. Systembiologi har ett annat tillvägagångssätt. Den studerar interaktionerna mellan komponenterna i ett biologiskt system som helhet. Den frågar hur nätverk av gener, proteiner och metaboliter samverkar för att producera beteende som ingen enskild komponent kan förklara. Helheten är mer än summan av dess delar.

Området är beroende av storskalig data. Genomik, transkriptomik, proteomik och metabolomik genererar enorma datamängder. Beräkningsmodeller integrerar dessa data i nätverk och simuleringar. Modellerna förutsäger hur systemet reagerar på störningar, som ett läkemedel eller en mutation. De identifierar framväxande egenskaper som inte är uppenbara från enskilda komponenter.

Systembiologi används inom många områden. Inom medicin identifierar den läkemedelsmål och biomarkörer genom att titta på nätverk snarare än enskilda gener. Inom mikrobiologi modellerar den hur bakterier reagerar på antibiotika. Inom cancer studerar den de signalnätverk som driver tumörtillväxt. Inom ekologi modellerar den interaktioner mellan arter. Tillvägagångssättet är holistiskt och kvantitativt.

Utmaningarna är komplexitet och dataintegration. Biologiska system är bullriga, dynamiska och kontextberoende. Modeller är förenklingar. Data från olika källor kanske inte är jämförbara. Men systembiologin mognar och förändrar hur vi tänker kring biologi.