LOEWE-Vorhaben

CMMS ist das Frankfurter Zentrum der Mehrskalen-Modellierung, Analyse und Simulation biologischer Prozesse am FIAS (Frankfurt Institute for Advanced Studies). Das langfristige Ziel von CMMS ist ein umfassendes Verständnis sowohl von einfachen molekularen biologischen Prozessen, wie der Wirkungsweise eines Enzyms, bis hin zu dem komplexen Verhalten von Organismen. 

Ein solches Verständnis ist die Basis für die Anpassung von Zellfunktionen zur biotechnologischen Nutzung sowie für die Erarbeitung biomedizinischer, pharmakologischer und landwirtschaftlicher Anwendungen. Fortschritte in der Entwicklung hochauflösender Methoden zur atomistischen Beschreibung von Molekülen, Zellen und Zellsystemen durch neue Ansätze der cryo-EM und der Lichtmikroskopie ermöglichen Einblicke in molekulare Mechanismen und Prozesse. Durch die Integration dieser Informationen in Modelle und Simulationen werden grundlegende Mechanismen und Kausalitäten identifiziert. Dazu werden neue technische, algorithmische und informatische Lösungen zur Überwindung der Skalengebundenheit und der Vorhersage fehlender Informationen in experimentellen Datensätzen notwendig. 

Die Zusammenführung theoretischer Kompetenzen und deren Verzahnung mit Daten diverser, auf mehreren Skalen unabhängig durchgeführter Experimente sind zwingend erforderlich, um neue Konzepte zur Beschreibung biologischer Systeme und zur Entschlüsselung von Krankheitsursachen zu entwickeln.