Wir entwickeln verschiedene mathematische Ansätze zur Analyse zellulärer Netzwerke. Ein Schwerpunkt sind theoretische und algorithmische Methoden für die Modellierung und zielgerichtete Modifikation von Stoffwechselnetzen in Mikroorganismen. Mit  CellNetAnalyzer und CNApy entwickeln wir zudem umfassende GUI-basierte Softwarepakete in MATLAB bzw. Python für eine benutzerfreundliche  Modellierung von biologischen (insbesondere metabolischen) Netzwerken.

Wir entwickeln und nutzen vielfältige experimentelle, analytische und genetische Techniken um metabolische Prozesse in Mikroorganismen aufzuklären und gezielt modulieren zu können. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf E. coli, aber auch andere biotechnologisch relevante Produktionsorganismen (wie z.B. Zymomonas mobilis) werden untersucht.

Wir kombinieren computergestützte und gentechnische Methoden (siehe Forschungsbereiche 1 und 2) um neue Strategien für das Metabolic Engineering von leistungsfähigen mikrobiellen Zellfabriken zur Synthese ausgewählter Chemikalien zu etablieren.

Neben direkten (statischen) Anpassungen im mikrobiellen Stoffwechsel zielen wir auch auf die Optimierung ganzer Bioproduktionsprozesse ab. Dazu gehören Anpassungen in der Prozessführung (z.B. zwei- statt einstufige Prozesse) oder die Nutzung externer Signale zur Modulation des zellulären Stoffwechsels während des Prozesses. Wir sind auch an der Optimierung von Produktionsprozessen auf der Basis von zellfreien Enzymkaskaden interessiert. mehr