Die biologische Signalforschung befasst sich mit den Kommunikationsprozessen, die für Lebewesen und ihre Gesundheit grundlegend sind. Sie erkundet, wie Zellen auf verschiedene Bedingungen und Signale reagieren und wie sie miteinander kommunizieren, um die Entwicklung und Funktion eines Organismus zu steuern - egal ob es sich um einen Menschen, ein Tier oder eine Pflanze handelt.

Um ein ganzheitliches Verständnis der zellulären Signalprozesse über das gesamte Spektrum der biologischen Skalen zu erreichen, leistet CIBSS Pionierarbeit mit einem neuen Ansatz, der die Grenzen der Signalforschung erweitert.

Integrative Forschungsschwerpunkte in der Signalforschung:

CIBSS - Querschnittsthemen

Signalreaktionen laufen über einen weiten Bereich raumzeitlicher Skalen ab - von Molekülen bis zu Organen und von Mikrosekunden bis zu Lebenszeiten. 
Dank der Aufklärung der Dynamik von Signalprozessen über viele räumlich-zeitliche Skalen hinweg wird CIBSS regulatorische Zustände und dynamische Prozesse von supramolekularen Signalkomplexen mechanistisch mit physiologischen Ergebnissen in Verbindung bringen – auf den Größenordnungen von Organellen, Zellen und Geweben.

CIBSS untersucht, wie lebende Systeme die Integration von mehreren Signalen für ihre Entscheidungsfindung bewerkstelligen. Signalprozesse finden nicht isoliert statt, sondern in komplexen und sich ständig verändernden Kontexten. Um angemessene Reaktionen auf molekularer, zellulärer und organismischer Ebene auszulösen, müssen Signale in Bezug auf eine Vielzahl anderer laufender Signalprozesse korrekt integriert und kontextualisiert werden. Die Integration dieser Informationen über die zelluläre Identität, über Umweltreize und über den bioenergetischen und biosynthetischen Status ist für Organismen essenziell, um zelluläre Entscheidungen auszulösen und Organisation sowie ihre Funktionen auf den suprazellulären Ebenen zu erreichen. Insbesondere analysiert CIBSS, wie die Integration innerhalb supramolekularer Signalverbände und an wichtigen zellulären Knotenpunkten wie dem Zellkern und den Mitochondrien erfolgt.

Das CIBSS geht über Loss-of-Function- und Gain-of-Function-Ansätze hinaus, indem es Signalprozesse ingenieurartig bearbeitet und neue synthetische biologische und chemische Werkzeuge entwickelt, die eine präzise Kontrolle von Signalprozessen und deren biologischen Ergebnissen ermöglichen. Diese "Control-of-Function"-Technologien beschleunigen die Forschung und Innovation.

_{Bild Kopfzeile: © Michal Rössler / Universität Freiburg}