Koordinationsfonds

• Antragsteller: Professor Dr. Alexis Maizel
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318879394

Die Morphogenese oder Gestaltgebung von Organismen ist ein dynamischer Prozess, der vom Zusammenspiel zwischen Musterbildung, Zellteilung und Wachstum abhängt. Es ist auch ein Multiskalenproblem: kleine Veränderungen auf der Zellebene können komplexe strukturelle Veränderungen auf der Gewebe- oder Organebene zur Folge haben. Da sie ständig neue Gewebe und Organe bilden, sind Pflanzen ideale Modelle, um zu untersuchen, wie Form entsteht. Hinzu kommt, dass Pflanzenzellen mechanisch gekoppelt sind, was sie dazu zwingt, ihr Verhalten relativ zueinander ständig anzupassen. Trotz erheblicher Fortschritte in den letzten Jahren fehlt eine ganzheitliche Perspektive, wie die Form von Pflanzenorganen gesteuert wird.In der Mitte 2017 gegründeten multidisziplinären Forschungsgruppe (FOR) "Quantitative Morphodynamik der Pflanzen" arbeiten Entwicklungsbiologen, Informatiker und Physiker zusammen, um die Morphogenese von Pflanzen quantitativ zu verstehen. In den letzten zweieinhalb Jahren hat die FOR bemerkenswerte Fortschritte im Verständnis der Organbildung von Pflanzen initiiert. Dies führte zu mehreren hochkarätigen Publikationen sowie zur Entwicklung wichtiger neuer Werkzeuge, die die volumetrische Segmentierung von Pflanzenzellen und die detaillierte Quantifizierung von Zellen in komplexen Geweben ermöglichen. Schließlich hat die FOR durch die Ausbildung eines Dutzends junger Wissenschaftler, die Organisation von Workshops und eines internationalen Symposiums einen bedeutenden Einfluss auf die Gemeinschaft ausgeübt. Für die zweite Phase wird die FOR von diesen Erfolgen und den starken Interaktionen zwischen Biologen und Theoretikern profitieren. Wir werden neue Hypothesen formulieren und testen, die zum besseren Verständnis des Zusammenspiels von Zellgröße, -form und -mechanik bei der Entstehung komplexer Formen beitragen. Ein weiteres Ziel ist es, neue integrierte Rechenwerkzeuge, die von der Bildanalyse bis hin zu modellbasierten Vorhersagen reichen, für die quantitative Analyse der Pflanzenmorphogenese zu entwickeln und anzuwenden. Schließlich werden wir die noch neue Gemeinschaft junger quantitativer Pflanzenentwicklungsbiologen, die in der Lage sind, traditionelle Zell- und Molekularbiologie mit rechnergestützten und physikalischen Methoden zu kombinieren, um biologische Probleme zu lösen, weiter fördern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2581: Morphodynamik der Pflanzen