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.