Fachgruppe: Analyse und Redesign biologischer Netzwerke

Unsere Gruppe forscht auf dem Gebiet der Systembiologie am Schnittpunkt zwischen Biologie, Mathematik, Informatik und Ingenieurwissenschaften. Wir verzahnen experimentelle und theoretische Analysen, um zelluläre Netzwerke und Prozesse ganzheitlich (systemisch) zu verstehen und sie dann gezielt, z.B. für biotechnologische Anwendungen, zu verändern.

Ein zentrales Forschungsgebiet sind mathematische Methoden und Werkzeuge für die Modellierung von Stoffwechselnetzen in Mikroorganismen und deren Anwendung zum metabolischen Design von Zellfabriken für die effiziente Synthese von Chemikalien in biotechnologischen Prozessen. Dazu entwicklen wir u.a. auch zwei umfassende Softwarepakete (CellNetAnalyzer und CNApy) zur computergestützten Analyse biologischer Netzwerke. Andere Forschungsfelder sind die Modellierung mikrobieller Gemeinschaften, die Optimierung von Bioprozessen einschließlich zellfreier Produktionssystemen und ein systemisches Verständnis der Regulation des bakteriellen Stoffwechsels. Viele theoretische und modellgestützte Analysen werden kombiniert mit experimentellen Untersuchungen von Mikroorganismen, mit besonderem Fokus auf E. coli als Modellorganismus. Dabei werden vielfältige genetische Modifikationen, Bioreaktorkultivierungen und analytische Techniken eingesetzt. Die Experimente dienen einerseits der Verifikation von Modellprädiktionen, andererseits aber auch der Erforschung grundlegender physiologischer Aspekte metabolischer Prozesse in Bakterien.

Eine detaillierte Bescheibung unserer Forschungsaktivitäten findet sich hier.