BioSystem

Beschreibung: Der Exzellenzcluster Biosystems Design München (BioSysteM) widmet sich der Schaffung eines lebendigen, interdisziplinären Forschungsumfelds, das den Übergang zu einem konstruktiven Designansatz in den Lebenswissenschaften ermöglicht. Durch die Konstruktion komplexer molekularer und zellulärer Systeme mit programmierbaren Eigenschaften, die denen lebender Organismen ähneln, werden wir das Phänomen Leben besser verstehen, lebende oder lebenähnliche Materialien mit bisher unerreichten Fähigkeiten schaffen und die Grundlage für eine revolutionäre nächste Generation von Anwendungen in den Lebenswissenschaften und der Biomedizin legen können. 

In vier eng miteinander verbundenen Forschungsbereichen werden wir Standards für die Konstruktion biomolekularer Funktionen unter Verwendung von DNA-Nanotechnologie und Proteindesign entwickeln. Diese werden im Zusammenhang mit selbstorganisierenden molekularen Assemblierungen, synthetischen Zellen, Designerzellen und organoiden Systemen umgesetzt. Die Anwendungsbereiche für diese technischen Systeme reichen von konstruierten biomolekularen Maschinen für die Biosynthese und intelligente Materialien über biomedizinische Mikroroboter und neuartige musterbasierte Therapeutika bis hin zur Steuerung der Zelldifferenzierung und Organbildung. Um einen fruchtbaren Austausch zwischen den verschiedenen Forschungsbereichen über verschiedene Maßstäbe hinweg zu ermöglichen, werden die Forscher in vier speziellen Fokusgruppen zu Forschungsthemen organisiert, die sich mit bestimmten Merkmalen des Lebens befassen – der Entstehung von Form und Struktur, Motilität, Informationsverarbeitung und Evolution. Um vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen, werden sich komplementäre Forscherteams auf hochambitionierte, missionsorientierte Projekte (sogenannte M-Projekte) konzentrieren, wie beispielsweise die Realisierung musterbasierter Therapeutika, biomedizinischer Nanoroboter oder programmierbarer biosynthetischer Fertigungsstraßen.  

Unsere Bemühungen werden durch mehrere eng miteinander verbundene Unterstützungsstrukturen ermöglicht: einen Technologie-Hub, spezielle Makerspaces (Biomolecular Design Studios), eine KI-Kernabteilung und Unterstützung für Start-ups. Diese gewährleisten den Zugang zu Spitzentechnologie mit professioneller Unterstützung, den einfachen Austausch von Komponenten, Protokollen und Standards zwischen den Forschern im Cluster und mit der wissenschaftlichen Gemeinschaft weltweit, die effektive Anwendung sich schnell entwickelnder KI-Ansätze und die schnelle Umsetzung grundlegender Forschungsergebnisse in Anwendungen. Unterstützt wird dies durch Makerspace-Einrichtungen und spezielle offene Labore, die als Schnittstellen zur Öffentlichkeit für Engagement- und Co-Creation-Aktivitäten dienen. Eine Vielzahl struktureller Maßnahmen wird Nachwuchsforscher in allen Karrierestufen unterstützen, Gleichberechtigung und Vielfalt fördern, Nachhaltigkeit gewährleisten, Qualitätskontrolle bieten und ein professionelles Forschungsdatenmanagement ermöglichen.  

Unser besonderer Schwerpunkt in diesem Projekt liegt auf der Durchführung von eingebetteter ethischer und sozialwissenschaftlicher Forschung in beiden M-Projekten, wodurch wir eine vergleichende Dimension zwischen den beiden (noch zu bestimmenden) Anwendungsschwerpunkten der Projekte einbeziehen können. Wir werden mit den Forschern des Clusters neue soziale, ethische und politische Fragen diskutieren und in Workshops erörtern und Aktivitäten zur Einbindung der Öffentlichkeit und zur gemeinsamen Gestaltung entwickeln, die die Interaktion mit der breiten Öffentlichkeit und anderen Interessengruppen erleichtern werden. Dies wird in Zusammenarbeit mit dem Public Technology Lab von TransforM geschehen. 

Projektteam: Amy Clare, (PI) Ruth Müller

Zeitraum: 2026-2032