@article{KruegerFriedrichFoersteretal.2012,
  author    = {Krueger, Beate and Friedrich, Torben and F{\"o}rster, Frank and Bernhardt, J{\"o}rg and Gross, Roy and Dandekar, Thomas},
  title     = {Different evolutionary modifications as a guide to rewire two-component systems},
  series = {Bioinformatics and Biology Insights},
  volume    = {6},
  journal   = {Bioinformatics and Biology Insights},
  doi       = {10.4137/BBI.S9356},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123647},
  pages     = {97-128},
  year      = {2012},
  abstract  = {Two-component systems (TCS) are short signalling pathways generally occurring in prokaryotes. They frequently regulate prokaryotic stimulus responses and thus are also of interest for engineering in biotechnology and synthetic biology. The aim of this study is to better understand and describe rewiring of TCS while investigating different evolutionary scenarios. Based on large-scale screens of TCS in different organisms, this study gives detailed data, concrete alignments, and structure analysis on three general modification scenarios, where TCS were rewired for new responses and functions: (i) exchanges in the sequence within single TCS domains, (ii) exchange of whole TCS domains; (iii) addition of new components modulating TCS function. As a result, the replacement of stimulus and promotor cassettes to rewire TCS is well defined exploiting the alignments given here. The diverged TCS examples are non-trivial and the design is challenging. Designed connector proteins may also be useful to modify TCS in selected cases.},
  language  = {en}
}
@article{BencurovaAkashDobsonetal.2023,
  author    = {Bencurova, Elena and Akash, Aman and Dobson, Renwick C.J. and Dandekar, Thomas},
  title     = {DNA storage-from natural biology to synthetic biology},
  series = {Computational and Structural Biotechnology Journal},
  volume    = {21},
  journal   = {Computational and Structural Biotechnology Journal},
  issn      = {2001-0370},
  doi       = {10.1016/j.csbj.2023.01.045},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349971},
  pages     = {1227-1235},
  year      = {2023},
  abstract  = {Natural DNA storage allows cellular differentiation, evolution, the growth of our children and controls all our ecosystems. Here, we discuss the fundamental aspects of DNA storage and recent advances in this field, with special emphasis on natural processes and solutions that can be exploited. We point out new ways of efficient DNA and nucleotide storage that are inspired by nature. Within a few years DNA-based information storage may become an attractive and natural complementation to current electronic data storage systems. We discuss rapid and directed access (e.g. DNA elements such as promotors, enhancers), regulatory signals and modulation (e.g. lncRNA) as well as integrated high-density storage and processing modules (e.g. chromosomal territories). There is pragmatic DNA storage for use in biotechnology and human genetics. We examine DNA storage as an approach for synthetic biology (e.g. light-controlled nucleotide processing enzymes). The natural polymers of DNA and RNA offer much for direct storage operations (read-in, read-out, access control). The inbuilt parallelism (many molecules at many places working at the same time) is important for fast processing of information. Using biology concepts from chromosomal storage, nucleic acid processing as well as polymer material sciences such as electronical effects in enzymes, graphene, nanocellulose up to DNA macram{\´e} , DNA wires and DNA-based aptamer field effect transistors will open up new applications gradually replacing classical information storage methods in ever more areas over time (decades).},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Krueger2012,
  author    = {Kr{\"u}ger, Beate},
  title     = {Integration und Kombination bioinformatischer Methoden in Biotechnologie, synthetischer Biologie und Pharmaindustrie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70702},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Bioinformatik ist eine interdisziplin{\"a}re Wissenschaft, welche Probleme aus allen Lebenswissenschaften mit Hilfe computergest{\"u}tzter Methoden bearbeitet. Ihr Ziel ist es, die Verarbeitung und Interpretation großer Datenmengen zu erm{\"o}glichen. Zudem unterst{\"u}tzt sie den Designprozess von Experimenten in der Synthetischen Biologie. Die synthetische Biologie besch{\"a}ftigt sich mit der Generierung neuer Komponenten und deren Eigenschaften, welche durch die Behandlung und Manipulation lebender Organismen oder Teilen daraus entstehen. Ein besonders interessantes Themengebiet hierbei sind Zweikomponenten-Systeme (Two-Component System, TCS). TCS sind wichtige Signalkaskaden in Bakterien, welche in der Lage sind Informationen aus der Umgebung in eine Zelle zu {\"u}bertragen und darauf zu reagieren. Die vorliegende Dissertation besch{\"a}ftigt sich mit der Beurteilung, Nutzung und Weiterentwicklung von bioinformatischen Methoden zur Untersuchung von Proteininteraktionen und biologischen Systemen. Der wissenschaftliche Beitrag der vorliegenden Arbeit kann in drei Aspekte unterteilt werden: - Untersuchung und Beurteilung von bioinformatischen Methoden und Weiterf{\"u}hrung der Ergebnisse aus der vorhergehenden Diplomarbeit zum Thema Protein-Protein-Interaktionsvorhersagen. - Analyse genereller evolution{\"a}rer Modifikationsm{\"o}glichkeiten von TCS sowie deren Design und spezifische Unterschiede. - Abstraktion bzw. Transfer der gewonnenen Erkenntnisse auf technische und biologische Zusammenh{\"a}nge. Mit dem Ziel das Design neuer Experimente in der synthetischen Biologie zu vereinfachen und die Vergleichbarkeit von technischen und biologischen Prozessen sowie zwischen Organismen zu erm{\"o}glichen. Das Ergebnis der durchgef{\"u}hrten Studie zeigte, dass Zweikomponenten-Systeme in ihrem Aufbau sehr konserviert sind. Nichtsdestotrotz konnten viele spezifische Eigenschaften und drei generelle Modifikationsm{\"o}glichkeiten entdeckt werden. Die Untersuchungen erm{\"o}glichten die Identifikation neuer Promotorstellen, erlaubten aber auch die Beschreibung der Beschaffenheit unterschiedlicher Signalbindestellen. Zudem konnten bisher fehlende Komponenten aus TCS entdeckt werden, ebenso wie neue divergierte TCS-Dom{\"a}nen im Organismus Mycoplasma. Eine Kombination aus technischen Ans{\"a}tzen und synthetischer Biologie vereinfachte die gezielte Manipulation von TCS oder anderen modularen Systemen. Die Etablierung der vorgestellten zweistufigen Modul-Klassifikation erm{\"o}glichte eine effizientere Analyse modular aufgebauter Prozesse und erlaubte somit das molekulare Design synthetischer, biologischer Anwendungen. Zur einfachen Nutzung dieses Ansatzes wurde eine frei zug{\"a}ngliche Software GoSynthetic entwickelt. Konkrete Beispiele demonstrierten die praktische Anwendbarkeit dieser Analysesoftware. Die vorgestellte Klassifikation der synthetisch-biologischen und technischen Einheiten soll die Planung zuk{\"u}nftiger Designexperimente vereinfachen und neue Wege f{\"u}r sinnverwandte Bereiche aufzeigen. Es ist nicht die Hauptaufgabe der Bioinformatik, Experimente zu ersetzen, sondern resultierende große Datenmengen sinnvoll und effizient auszuwerten. Daraus sollen neue Ideen f{\"u}r weitere Analysen und alternative Anwendungen gewonnen werden, um fehlerhafte oder falsche Ans{\"a}tze fr{\"u}hzeitig zu erkennen. Die Bioinformatik bietet moderne, technische Verfahren, um vertraute, aber oft m{\"u}hsame experimentelle Wege durch neue, vielversprechende Ans{\"a}tze zur Datenstrukturierung und Auswertung großer Datenmengen zu erg{\"a}nzen. Neue Sichtweisen werden durch die Erleichterung des Testprozederes gef{\"o}rdert. Die resultierende Zeitersparnis f{\"u}hrt zudem zu einer Kostenreduktion.},
  subject      = {Biotechnologie},
  language  = {de}
}