Mission

Die Mission der unabhängigen Arbeitsgruppe Metabolische Systeminteraktionen ist es, ein besseres Verständnis darüber zu entwickeln, welche Faktoren das Verhalten und die Interaktionen verschiedenen Teilsystemen innerhalb der Pflanze bestimmen. Die Gruppe verwendet computergestützte Ansätze, die sich auf die Analyse großskaliger metabolischer Netzwerken konzentrieren und arbeitet eng mit experimentellen Arbeitsgruppen am IPK und anderen Forschungseinrichtungen im In- und Ausland zusammen.

Zentrale Themen sind die Entwicklung von Fluss-Bilanz-Methoden zur Untersuchung von Gewebe- und Organwechselwirkungen, die rechnerische Integration des pflanzlichen Sekundärstoffwechsels und die Modellierung der Wechselwirkungen zwischen der Pflanze und ihrer Umwelt. Aus den gewonnene Erkenntnissen werden Strategien für ‘Metabolic Engineering’ entwickelt welche die Produktivität und Qualität von Kulturpflanzen steigern können.

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Projekte

Wir arbeiten momentan an den folgenden Themen und freuen uns über Studierende und PostDocs die unserem Team beitreten wollen:

  • Entwicklung und Anwendung von Multi-Organ bis hin zu Ganzpflanzen-Modellen
  • Modellierung und Analyse von CAM und C4 Photosynthese
  • Software-Entwicklung zur Rekonstruktion und Kuration metabolischer Netzwerke
  • Modellierung des Energiestoffwechsels von Schließzellen

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Mitarbeitende

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Publikationen

Autor
Titel
2022

Branco-Vieira M, Lopes M P C, Caetano N S:

Algae-based bioenergy production aligns with the Paris agreement goals as a carbon mitigation technology. Energy Reports 8 (2022) 482-488. https://dx.doi.org/10.1016/j.egyr.2022.01.081

Caetano N S, Corrêa P S, de Morais Júnior W G, Mata T M, Martins A A A, Branco-Vieira M:

LCA: a tool to develop sustainable microalgal biorefineries. In: Bhatia S K, Mehariya S, Karthikeyan O P (Eds.): Algal biorefineries and the circular bioeconomy: industrial applications and future prospects. 1st. edition. Boca Raton: CRC Press (2022) ISBN 9781003195405, 341-387. https://dx.doi.org/10.1201/9781003195429

Caetano N S, Corrêa P S, de Morais Júnior W G, Oliveira G M, Martins A A A, Branco-Vieira M, Mata T M:

Microalgae for pigments and cosmetics. In: Mehariya S, Bhatia S K, Karthikeyan O P (Eds.): Algal biorefineries and the circular bioeconomy: algal products and processes. 1st. edition. Boca Raton: CRC Press (2022) ISBN 9781003195405, 133-176. https://dx.doi.org/10.1201/9781003195405

Camborda S, Weder J-N, Töpfer N:

CobraMod: A pathway-centric curation tool for constraint-based metabolic models. Bioinformatics 38 (2022) 2654–2656. https://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/btac119

Schönherr L:

Computational modelling of a photorespiratory bypass in C3 metabolism to establish a synthetic C4 cycle. (Bachelor Thesis) Mittweida, Hochschule Mittweida, Fakultät Angewandte Computer- und Biowissenschaften (2022) 85 pp.

Vieira T A S, Trugilho P F, Carabineiro S A C, Zanuncio A J V, Carvalho A G, da Silva L F, Branco-Vieira M, da Silva C M S, Carneiro A d C O:

Production of high-quality forest wood biomass using artificial intelligence to control thermal modification. Biomass Convers. Bioref. (2022) Epub ahead of print. https://dx.doi.org/10.1007/s13399-022-02666-z

2021

Sahu A, Blätke M-A, Szymański J J, Töpfer N:

Advances in flux balance analysis by integrating machine learning and mechanism-based models. Comput. Struct. Biotechnol. J. 19 (2021) 4626-4640. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.08.004

Töpfer N:

Environment-coupled models of leaf metabolism. Biochem. Soc. Trans. 49 (2021) 119–129. https://dx.doi.org/10.1042/BST20200059

2020

Seidel J:

Implementation and application of computational approaches to integrate generegulatory and metabolic networks. (Bachelor Thesis) Mittweida, Hochschule Mittweida, Fakultät Angewandte Computer- und Biowissenschaften (2020)

Töpfer N, Braam T, Shameer S, Ratcliffe R G, Sweetlove L J:

Alternative Crassulacean acid metabolism modes provide environment-specific water-saving benefits in a leaf metabolic model. Plant Cell 32 (2020) 3689-3705. https://dx.doi.org/10.1105/tpc.20.00132

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