GRK 3109:  Zelluläre und Molekulare Plastizität im kardiovaskulären System

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 537729752

Die Entwicklung von Hochdurchsatztechnologien in den Bereichen Genomics, Transcriptomics, Epigenetics und Proteomics in Verbindung mit der Möglichkeit das Zelldifferenzierung in vivo zu verfolgen (cell fate mapping) revolutioniert derzeit unser Verständnis der zellulären Zusammensetzung von Organen und gewährt neue Einblicke in die zelluläre und molekulare Plastizität von Zellen bis auf die Einzelzellebene. Parallel zu den Fortschritten der modernen „Omics“-Technologien gibt es rasante Fortschritte in der Entwicklung bioinformatischer Methoden und Anwendungen, die für die Analyse großer Datensätze aus Omics-Experimenten unerlässlich sind. Zusammengenommen führten diese Entwicklungen bereits zur Entdeckung phänotypischer Varianten kanonischer Zelltypen auf der Grundlage ihrer Transkriptionsprofile. Darüber hinaus fördern Methoden wie die „Trajektorieninferenz“ und die „Pseudozeitanalyse“ die Entwicklung neuer Modelle, die das zelluläre Verhalten unter physiologischen und pathologischen Bedingungen erklären. Dabei führen ergebnisoffene Omics-Untersuchungen in Verbindung mit umfassenden bioinformatischen Analysen zu neuen Hypothesen zur Dynamik zellulärer Veränderungen und deren tiefgreifende Auswirkungen auf die Funktion und Dysfunktion von Organen. Das internationale Graduiertenkolleg 3109 „Zelluläre und molekulare Plastizität im kardiovaskulären System“ ist als internationales Forschungs- und Ausbildungsnetzwerk in Kooperation der Heinrich- Heine-Universität Düsseldorf und der University of Virginia, Charlottesville konzipiert. Ziel des transatlantischen Verbundes ist die grundlegende Erforschung neuartiger Mechanismen der Zellplastizität im kardiovaskulären System. Die übergreifende Hypothese für alle Projekte besagt, dass die plastische Modulation des molekularen Repertoires von Zellen mit der Entwicklung neuartiger zellulärer Phänotypen einhergeht, die von entscheidender Bedeutung für die Funktion und Dysfunktion von Organen sind. Die Erforschung zellulärer Differenzierungs- und Transitionsprozesse erfordert ein breites Spektrum an Forschungskompetenzen, die von in-vivo- und in-vitro-Modellen kardiovaskulärer Funktionen und Dysfunktionen über die funktionelle Analyse von Herz, Gefäßen und zellulärer Subtypen bis hin zur Analyse von Omics-Daten mit Hilfe bioinformatischer Methoden reicht. Das Forschungsprogramm wird durch ein ambitioniertes Ausbildungsprogramm ergänzt, das inhaltlich eine zukunftweisende Ausbildung von Doktorand:innen an der Schnittstelle von kardiovaskulärer Biologie und aktueller Bioinformatik für die Analyse von Omics-Daten zum Ziel hat. Wir gehen davon aus, dass unser interdisziplinäres Forschungs- und Ausbildungsprogramm einerseits Molekular- und Zellbiolog:innen mit einem hohen Interesse an Omics-Analysen und andererseits auch Bioinformatiker:innen ansprechen wird, die einen tieferen Einblick in die biomedizinische Forschung anstreben.

• DFG-Verfahren: Internationale Graduiertenkollegs
• Internationaler Bezug: USA
• Antragstellende Institution: Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
• IGK-Partnerinstitution: University of Virginia Health System; Robert M. Berne Cardiovascular Research Center
• Sprecher: Professor Dr. Axel Gödecke
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Joachim Altschmied; Dr. Katharina Bottermann; Professorin Dr. Miriam Margherita Cortese-Krott; Professor Dr. Daniel Dörr; Professor Dr. Jens W. Fischer; Professorin Dr. Maria Grandoch; Professorin Dr. Judith Haendeler; Professorin Dr. Martina Krüger; Professor Dr. Eckhard Lammert; Professor Dr. Tobias Marschall; Professor Dr. Johannes Stegbauer
• Sprecher (IGK-Partner): Professor Norbert Leitinger, Ph.D.