BioComp 4.0
Dynamic Membrane Processes in Biological Systems
Profilbereich BioComp
Zu den wesentlichen Herausforderungen für die Menschheit gehören die Sicherung der Produktivität unserer Nutzpflanzen in Zeiten des Klimawandels sowie der Kampf gegen Krankheiten wie Alzheimer und Krebs, die die Lebensqualität einer immer älter werdenden Population mindern. Beiden Herausforderungen gemein ist eine massive Störung der Homöostase, also dem Gleichgewichtszustand im biologischen System. Biomembranen bilden die Barrieren zwischen Zelle und Außenwelt sowie zwischen den Teilen einer Zelle. An Biomembranen wird mit Hilfe von Membranproteinen der Austausch von Stoffen geregelt, welcher wesentlich für die Erzeugung von Energie und die Weiterleitung von Signalen ist. Um Störungen dieser Prozesse z. B. durch veränderte Umweltbedingungen oder bei Krankheiten zu begegnen, müssen Zellen spezifische Anpassungsreaktionen einleiten, die zur Aufrechterhaltung der Homöostase notwendig sind.
Ziele
Ziel von BioComp ist es, diese Anpassungsreaktionen mit Hilfe systembiologischer Ansätze zu verstehen. Hier kommen Hochdurchsatzverfahren basierend auf Nanotechnologie (Next Generation Sequencing), Massenspektrometrie und bildgebende Verfahren zum Einsatz. Diese Methoden erlauben, zelluläre Anpassungsreaktionen in ihrer Gesamtheit zu verfolgen, also auf allen Ebenen zwischen Erbinformation und ihrer funktionellen Umsetzung durch Eiweißmoleküle. Um die mit diesen Verfahren generierten, komplexen Datensätze biologisch interpretierbar zu machen, entwickelt BioComp passende Algorithmen und statistische Methoden. Weiterhin werden smarte Konzepte etabliert, um solche Daten strukturiert und nachhaltig ablegen zu können. Durch diese Aktivitäten hat BioComp die Profillinie der RPTU „Bioanalytik, Membran- und Systembiologie im Kontext zellulärer Anpassungsstrategien“ geprägt. Langfristig soll ein umfassendes Verständnis der molekularen Grundlagen zellulärer Anpassungsreaktionen erlangt werden, auf dessen Grundlage optimierte Nutzpflanzen sowie neue Medikamente erschaffen werden können.
BioComp ist ein durch die Forschungsinitiative des Landes Rheinland-Pfalz gefördertes Projekt. Von 2014-2018 (BioComp 1.0 und 2.0) waren wir ein Forschungsschwerpunkt mit dem Ziel, systembiologische Ansätze an der RPTU zu etablieren. Seit 2019 (BioComp 3.0, 2019-2023 und BioComp 4.0, 2024-2028) sind wir ein Profilbereich, in dem die etablierten systembiologischen Ansätze auf Fragestellungen rund um dynamische Membranprozesse angewendet werden.
In BioComp 4.0 arbeiten 23 Mitglieder der Fachbereiche Biologie, Chemie, Informatik, Elektro- und Informationstechnik sowie Natur- und Umweltwissenschaften in hochvernetzten, interdisziplinären Projekten zusammen. Aus dieser Zusammenarbeit sind bereits starke koordinierte Forschungsprojekte hervorgegangen (RTG2737, TRR175, DataPLANT) und weitere geplant.