Prof. Björn Usadel | FZ Jülich | IBG-4: Bioinformatik

Forschungsthemen und Profil (mit Bezug zur Bioökonomie)

Wie reagieren Pflanzen auf eine Änderung in der Verfügbarkeit von Zuckern, wie gelangt photosynthetisch fixierter Kohlenstoff in die Zellwand und wie wird diese überhaupt synthetisiert und wieder abgebaut? Dieses sind wichtige biologische Fragen, die die Gruppe mittels „klassischer“ biologischer und biochemischer als auch mittels neuer „integrativer“ Ansätze bearbeitet. Hierzu werden Methoden der Bioinformatik, der mathematischen Modellierung und „omics“ Technologien benutzt.
Experimentell entwickelt die Gruppe neue Methoden, um gezielt Intermediate wie Nukleotidzucker zu messen, die wichtig für die Zellwandsynthese sind. Um neue Einsichten in die Zellwandbiosynthese und Modifizierung zu bekommen, benutzt die Gruppe natürliche wie auch induzierte Variation in Pflanzen. Natürlich werden auch neue „lead“ Gene mittels Techniken der reversen Genetik bearbeitet, die von dem theoretisch arbeitenden Teil der Gruppe gefunden wurden.
Innerhalb diesen Teils, werden Fragestellung bearbeitet, wie biologische Daten effizient gespeichert und visualisiert werden können. Hierbei gelangt die Gruppe zu neuen Verständnissen biologischer Fragestellungen indem Hochdurchsatzdaten (wie z.B. Metabolomics oder „next generation sequencing“ Daten) integrativ untersucht werden. Dieses geschieht u.a. durch Anreicherung mit einer strukturierten Wissensbasis und mittels Techniken des maschinellen Lernens. Außerdem entwickelt die Gruppe neue Algorithmen und Werkzeuge um die Interpretation und Analyse von „next generation sequencing“ zu vereinfachen.

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