WueBiT: Forschung und Lehre auf allen Skalen
Wer wir sind
Prof. Dr. Sabine Fischer
Lehrstuhl Computational and Theoretical Biology (CCTB)
Gibt es allgemeine Mechanismen, die biologische Prozesse über verschiedene Skalen und Arten hinweg steuern? Diese Frage beschäftigt mich schon seit meiner Promotion. Der Schwerpunkt meiner Gruppe liegt auf dem Zusammenhang zwischen der Morphologie multizellulärer Systeme und ihrer Funktionalität. Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, nutzen wir datengestützte, räumlich explizite, mechanistische Modellierung. Unsere Projekte erstrecken sich über die subzelluläre, multizelluläre und gewebespezifische Ebene. Alle Projekte werden in enger Zusammenarbeit mit Experten aus dem experimentellen Bereich durchgeführt, um für die Biologie relevante Modellierung sicherzustellen.
- A Kuhn, T Krüger, M Schüttler et al. (2024). Quantification of Trypanosoma brucei social motility indicates different colony growth phases. J R Soc Interface DOI: 10.109ß/rsif.2024.0469
- K Schmid, AL Olivares, O Camara et al. (2024). Inference of alveolar capillary network connectivity from blood flow dynamics. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. DOI: 10.1152/ajplung.00025.2024
- R Dirk, JL Fischer, S Schardt et al. (2023). Recognition and reconstruction of cell differentiation patterns with deep learning. PLoS Comput Biol. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1011582
Prof. Dr. Kathi Zarnack
Lehrstuhl Bioinformatik II - Bioinformatik der RNA-Regulation und Genexpression
Die Zarnack-Gruppe untersucht die molekularen Mechanismen, die RNA-Regulierung und Genomstabilität in gesunden menschlichen Zellen sowie bei Erkrankungen steuern. Wir verbinden computergestützte und statistische Methoden mit high-throughput sequencing Daten und funktioneller Genomik, um zu erforschen, wie RNA- und DNA-bindende Proteine Genexpression auf verschiedenen Ebenen regulieren.
- Y Zhou*, M Ćorović*, P Hoch-Kraft* et al. (2024). m6A sites in the coding region trigger translation-dependent mRNA decay. MolCell DOI: 10.1016/j.molcel.2024.10.033 *shared first authors
- A Pacholewska*, M Lienhard*, M Brüggemann* et al. (2024). Long-read transcriptome sequencing of CLL and MDS patients uncovers molecular effects of SF3B1 mutations. Genome Res DOI: 10.1101/gr.279327.124 *shared first authors
- L Molitor*, M Klostermann*, S Bacher et al. (2023). Depletion of the RNA-binding protein PURA triggers changes in posttranscriptional gene regulation and loss of P-bodies. Nucleic Acids Res DOI: 10.1093/nar/gkac1237 *shared first authors
Prof. Dr. Thomas Dandekar
Lehrstuhl für Bioinformatik
Wir untersuchen regulatorische und metabolische Netzwerke in menschlichen Zellen, Tieren, Pflanzen, Bakterien und Viren. Einzelne RNA- und Proteinmoleküle werden hinsichtlich ihrer Struktur und Funktion analysiert. Anschließend wird in regulatorischen Netzwerken die boolesche logische Konnektivität modelliert; auf dieser Grundlage wird die dynamische Signalübertragung simuliert und anhand experimenteller Daten iterativ verfeinert. Für metabolische Netzwerke werden Stoffwechselwege und deren Flussstärke unter verschiedenen Bedingungen anhand von Expressionsdaten berechnet.
- R Salihoglu, J Balkenhol, G Dandekar et al. (2024). Cat-E: A comprehensive web tool for exploring cancer targeting strate gies. Comput Struct Biotechnol J. DOI: 10.1016/j.csbj.2024.03.024
- A Akash, E Bencurova, T Dandekar (2024). How to make DNA data storage more applicable. Trends Biotechnol DOI: 10.1016/j.tibtech.2023.07.006
- Ö Osmanoglu, M Khaled AlSeiari, HA AlKhoori et al. (2021). Topological Analysis of the Carbon-Concentrating CETCH Cycle and a Photorespiratory Bypass Reveals Boosted CO2-Sequestration by Plants. Front Bioeng Biotechnol DOI: 10.3389/fbioe.2021.708417
Prof. Dr. Chaitanya Gokhale
Theoretical Biology at the CCTB
Die Dynamik lebender Systeme entfaltet sich über vielfältige räumliche und zeitliche Skalen hinweg – von subzellulären Prozessen bis hin zu Gesellschaften und von Mikrosekunden bis zu Jahrtausenden. Wir wollen verstehen, wie interaktionsgesteuerte evolutionäre, ökologische und informationelle Prozesse Komplexität über diese Skalen hinweg erzeugen. Dabei nutzen wir theoretische Erkenntnisse, um allgemeine Prinzipien aufzudecken und verantwortungsbewusst zur Bewältigung realer Herausforderungen beizutragen. Unsere Arbeit konzentriert sich auf Prozesse innerhalb und zwischen hierarchischen Ebenen biologischer Organisation und reicht von mathematischen Modellen der Endosymbiose bis hin zu Verhaltensökologie.
- D Lauenroth, CS Gokhale (2023). Theoretical assessment of per sistence and adaptation in weeds with complex life cycles. Nat Plants DOI: 10.1038/s41477-023-01482-1
- VR Venkateswaran, CS Gokhale (2019). Evolutionary dynamics of complex multiple games. Proc Biol Sci DOI: 10.1098/rspb.2019.0900
- CS Gokhale, A Traulsen (2010). Evolutionary games in the multi verse. Proc Natl Acad Sci U S A DOI: 10.1073/pnas.0912214107
Dr. Markus Ankenbrand
BioMedical Data Science at the CCTB
Die Arbeitsgruppe BioMedical Data Science (BioMeDs) entwickelt, evaluiert und nutzt bioinformatische Methoden und Algorithmen, um aus umfangreichen Datensätzen biologische Erkentnisse zu gewinnen. Unser Schwerpunkt liegt auf Sequenzierungs- und biomedizinischen Bildgebungsdaten, wobei wir besonderen Wert auf die Integration beider Modalitäten legen, um unser Verständnis komplexer biologischer Systeme zu vertiefen.
- Ahmad, ..., Ankenbrand, and Smyth (2025). Visualizing the Transcription and Replication of Influenza A Viral RNAs in Cells by Multiple Direct RNA Padlock Probing and in Situ Sequencing (mudRapp-Seq). Nucleic Acids Research DOI: 10.1093/nar/gkaf461
- Hackl, Laurenceau, Ankenbrand, et al. (2023). Novel Integrative Elements and Genomic Plasticity in Ocean Ecosystems. Cell DOI: 10.1016/j.cell.2022.12.006
- Ankenbrand et al. (2021). Deep Learning-Based Cardiac Cine Segmentation: Transfer Learning Application to 7T Ultrahigh-Field MRI. Magnetic Resonance in Medicine DOI: 10.1002/mrm.28822
Dr. Arthur Korte
Evolutinary Genomics at the CCTB
Wie wirkt sich Evolution auf die Genotyp-Phänotyp-Beziehung aus? Diese Frage steht im Mittelpunkt meiner Forschung: Ich möchte verstehen, wie sich genetische Variation in phänotypische Vielfalt umsetzt, wie Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Wechselwirkungen diese Beziehung prägen und wie diese Prozesse die Anpassung an abiotischen Stress vorantreiben. Um diese Frage zu beantworten nutze ich Anätze aus der quantitativen Genomik, sowie single-cell transcriptomics und entickle diese weiter.
- Lopéz Arboleda WA, Reinert S, Nordborg M and Korte A (2021). Global genetic heterogeneity in adaptive traits. MBE DOI: 10.1093/molbev/msab208
- The 1001 genomes consortium (2016). 1,135 Genomes Reveal the Global Pattern of Polymprphism in Arabidopsis thaliana. Cell DOI: 10.1016/j.cell.2016.05.063
- Korte A, Vilhjálmsson BJ, Segura V, Platt A, Long Q, Nordborg M (2012): A mixed-model approach for genome-wide association studies of correlated traits in structured populations. Nature genetics DOI: 10.1038/ng.2376
