Forschungsfeld 3 wird mit Hilfe von synthetischen Ansätzen pflanzliche Signalwege und Stoffwechselwege in orthogonalen, nicht pflanzlichen Systemen rekonstruieren. Dies ermöglicht ein quantitatives Verständnis der der Struktur des Signalwegs sowohl innerhalb als auch zwischen Zellen und deren Umgebung. Diese Arbeiten sind in planta auf zellulärer Ebene technisch sehr anspruchsvoll aufgrund der molekularen Komplexität der eng verbundenen, häufig multizellulären Netzwerke und des Pleiotropismus.
Die Rekonstruktion pflanzlicher Signalwege in nicht-pflanzlichen Systemen ermöglicht den schnellen Austausch von genetischem Material und somit das Testen unterschiedlicher genetischer Varianten von zellulärer Komponenten sowie deren gerichtete Evolution in einem Umfang und Durchsatz wie es in planta nicht möglich wäre.
Forschungsfeld 3 wird neue genetische, molekulare und bildgebende Verfahren und Ansätze einsetzen wie z.B. synthetische Schalter, Promotoren, regulatorische Module, dynamische und programmierbare synthetische Gen-Netzwerke, quantitative Biosensoren, Mikrofluidics und 2D/3D Druck um so den wissenschaftlichen Fortschritt zu beschleunigen. Die dadurch gewonnenen Daten werden kombiniert mit mathematischer Modellierung (in Forschungsfeld 4) um die in planta Versuche aus RA 1 und 2 zu vervollständigen und mit neuen Erkenntnissen zu versorgen.
Perspektivisch wird sich Forschungsfeld 3 von der Rekonstruktion einzelner Signalwege über mehrere Signalwege innerhalb einer Zelle zu Interaktionen einer Zelle mit ihrer Umgebung hin weiterentwickeln.
Zukünftig ist geplant diese Arbeiten auszuweiten in Richtung „gedruckter“ Zellverbünde, Gewebe und Organoide um basierend auf Stoffwechsel-Netzwerken und Signalwegen funktionelle und strukturelle Studien durchführen zu können.
Coordinators
Prof. Dr. Markus Pauly

Institute for Plant Cell Biology and Biotechnology
Heinrich Heine University Düsseldorf
Members
Dr. Xinhui An

CEPLAS Researcher, Research Area 3
Prof. Dr. Ute Armbruster

Principal Investigator, Research Area 1, 3
Prof. Dr. Ilka Axmann

Dr. Cristina Marí Carmona

Postdoctoral Researcher, Research Area 3
Prof. Dr. George Coupland

Prof. Dr. Gunther Döhlemann

Principal Investigator, Research Area 2,3
Prof. Dr. Oliver Ebenhöh

Principal Investigator, Research Area 1,2,3,4
Prof. Dr. Michael Feldbrügge

Contributing Investigator, Research Area 3
Dr. Pau Formosa-Jordan

Prof. Dr. Wolf B. Frommer

Dr. Rubén Garrido Oter

Contributing Investigator, Research Area 2,3,4
Josepha Grewer

Doctoral Researcher, Research Area 3
Dr. Thomas Hartwig

Dr. Götz Hensel

Dr. Alexander P. Hertle

Contributing Investigator, Research Area 1,3
Prof. Dr. Tatjana Hildebrandt

Principal Investigator, Research Area 1,2,3
Prof. Dr. Martin Hülskamp

Principal Investigator, Research Area 3
apl. Prof. Dr. Peter Jahns

Dr. Tobias Jores

Contributing Investigator, Research Area 3
Prof. Dr. Stanislav Kopriva

Principal Investigator, Research Area 1,2,3,4
Dr. Steven Le Hung Cheng

Postdoctoral Researcher, Research Area 2,3
Prof. Dr. Martin Lercher

Dr. Eliza Loo

Group leader, Research Area 2,3
Dr. André Marques

Contributing Investigator, Research Area 3
Dr. Shizue Matsubara

Contributing Investigator, Research Area 1,3
Benjamin Menn

Doctoral Researcher, Research Area 3
Prof. Dr. Jane E. Parker

Principal Investigator, Research Area 2,3
Prof. Dr. Markus Pauly

Prof. Dr. Paul Schulze-Lefert

Principal Investigator, Research Area 2,3,4
Prof. Dr. Rüdiger Simon

Dr. Jędrzej Jakub Szymański

Dr. Elizaveta Terlova

Prof. Dr. Miltos Tsiantis

Principal Investigator, Research Area 1,3,4
Dr. Uriel Urquiza

Dr. Thirulogachandar Venkatasubbu

Postdoctoral Researcher, Research Area 1,3,4
Dr. Yi Wang

CEPLAS Researcher, Research Area 3, 4
Prof. Dr. Andreas P.M. Weber

Prof. Dr. Alga Zuccaro

Principal Investigator, Research Area 2,3,4
Dr. Weiliang Zuo

CEPLAS Researcher, Research Area 2,3
Prof. Dr. Matias Zurbriggen

Principal Investigator, Research Area 1,2,3,4