Das übergreifende Ziel von ComeInCell (kurz für „Condensates at Membrane Scaffolds – Integrated Systems as Synthetic Cell Compartments“) ist die Entwicklung einer synthetischen Minimalzelle. Die Forschenden aus sieben EU-Ländern sowie Israel und dem Vereinigten Königreich wollen eine lebende Zelle von Grunde auf aus nicht-lebenden Bausteinen zusammensetzen. Im Laufe des Prozesses versprechen sich die Beteiligten neue Erkenntnisse über die Funktionsweise von Zellen, die die Grundlage allen Lebens bilden.
ComeInCell spezialisiert sich auf funktionelle Membranstrukturen und biomolekulare Kondensate. Membranen bilden die Grenzschicht, die eine Zelle umgibt und damit das Innere der Zelle von ihrer Umgebung trennt. Biomolekulare Kondensate stellen das Innere einer Zelle dar, einen sehr dicht gepackten Raum, in dem alle möglichen Arten von Reaktionen ablaufen. Verschiedenste Aspekte werden im Rahmen des Projekts von Doktoranden in den beteiligten Arbeitsgruppen untersucht.
Dr. Marten Exterkate, Leiter der Nachwuchsgruppe „Membranbiogenese und Lipidomik“ an der HHU, leitet in ComeInCell den Forschungsbereich „Biomolecular condensate interactions with the membrane in a dynamic membrane system“: „Ich konzentriere mich auf eines der wichtigsten Merkmale des Lebens: die Selbstreproduktion, die das Wachstum und die anschließende Teilung der Membrangrenzschicht umfasst.“ Das Thema lehnt sich an Exterkates frühere Arbeiten zu enzymatischen Kaskaden an, in denen einfache Bausteine in eine Vielzahl von Lipiden umgewandelt werden, die das Gerüst der Membranen bilden. „Im neuen Projekt werde ich mit meinem Doktoranden vor allem den Einfluss biomolekularer Kondensate auf die Enzyme untersuchen, die an der Lipidsynthese beteiligt sind. Dadurch wollen wir neue Einblicke in diesen Prozess in einer dicht gepackten, realistischeren, synthetischen Zelle gewinnen“, ergänzt Exterkate.
Der Doktorand an der HHU wird im Frühjahr 2025 beginnen, wird aber nicht nur in Düsseldorf forschen. Denn zum Doktorandennetzwerk gehört ein Austauschprogramm, bei dem die Promovierenden an anderen Instituten des Konsortiums arbeiten werden, um bestimmte Techniken zu erlernen, die für das Projekt entscheidend sind.
Exterkate: „In meinem Projekt gibt es zwei so genannte Secondments. Das erste wird an der Radboud Universität in Nijmegen in den Niederlanden stattfinden, wo der Doktorand lernen wird, wie man mit biomolekularen Kondensaten arbeitet. Das zweite an der Katholischen Universität Leuven in Belgien dient dem Training an Modellmembranen, die der Größe von lebenden Zellen gleichen.“ Hinzu kommt ein Workshop bei der renommierten Wissenschaftszeitschrift Nature Communications.
Forschungsprojekt ComeInCell
Das Doktorandennetzwerk wird vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam koordiniert. Beteiligt sind 14 Arbeitsgruppen aus 13 Institutionen in acht Ländern: Deutschland, Frankreich, Israel, Italien, den Niederlanden, Österreich, Spanien und dem Vereinigten Königreich. Hinzu kommen weitere assoziierte Partner aus Forschung und Industrie.
Das Projekt wird im Rahmen des EU-Forschungsrahmenprogramms HORIZON.1.2 unter den sogenannten Marie Skłodowska-Curie Actions gefördert und durch das UK Guarantee Scheme kofinanziert. Die Gesamtfördersumme beträgt vier Millionen Euro für einen Zeitraum von 2024 bis 2028.
