Forschung
Zentrales Thema unserer Forschungstätigkeit sind molekulare Schalter, die zur Umprogrammierung des Genexpressionsmuster führen, wobei uns insbesondere die Prinzipien interessieren, die die Stabilität biologischer Systeme bedingen. Wie trägt die Regulation der Genexpression dazu bei, dass Organismen gleichzeitig relativ robust gegenüber externen Störungen und hoch anpassungsfähig sind? Welche molekularen Faktoren sichern die Aufrechterhaltung eine einmal etablierten physiologischen Zustandes und welche führen zu Änderungen? Wie werden gegenläufige Kräfte ausbalanciert und was definert die Grenzen der Anpassungsfähigkeit?
Wir beschränken unsere Arbeiten auf die zelluläre Ebene, Hefen sind die autonomen zellulären Systeme, die wir studieren. Das Hauptthema ist die Anpassung an Nährstoffe, vor allem Kohlenstoffquellen, neben Anpassung an verschiedene Stressoren und Mangelbedingungen. (Projekte). Forschungsgegenstand sind regulatorische Netzwerke, die auf zellulärer Ebene die Anpassungen an sich ändernde Umweltbedingungen ermöglichen oder auch verhindern. Ziel ist es, die Komponenten solcher Netzwerke auf molekularer Ebene zu identifizieren und ihre Wirkungsweise zu verstehen, Einblick in die Art der Vernetzung der einzelnen Komponenten untereinander und mit anderen Netzwerken zu erhalten und den Beitrag von einzelnen Regelkreisen für das zelluläre Größenwachstum, die Teilungsfähigkeit und das Überleben der Zelle zu erkennen. Durch vergleichende Studien mit den verwandten Hefen Saccharomyces cerevisiae und Kluyveromyces lactis und durch die Fokussierung auf phylogenetisch konservierte Signalwege versuchen wir sehr ursprüngliche Regulationsprinzipien zu erkennen.
Am detailliertesten wird das Gal4-Transkriptionsregulationsmodul, bestehend aus den miteinander interagierenden Proteinen Gal4, Gal80 und Gal1 analysiert, von dem wir nicht nur die Dynamik der Genregulation studieren sondern auch die Mechanik des molekularen Schalters bis hinunter auf die atomare Ebene.
Wir arbeiten mit genetischen, molekularbiologischen, biochemischen und mathematischen Ansätzen, um Genregulatoren, Signale und signaltransduzierende Moleküle zu identifizieren, ihre molekulare Struktur und Funktion zu studieren und ihre Wechselwirkungen qualitativ und quantitativ zu beschreiben.