Arbeitsgebiet
In seiner Forschung kombiniert der Systembiologe Prof. Stefan Legewie Ansätze aus der Zellbiologie, Informatik, Biophysik und Mathematik, um komplexe biologische Datensätze in einem holistischen Ansatz zu analysieren. Hierzu entwickelt er mathematische Modelle, die zelluläre Netzwerke interagierender Moleküle beschreiben. Durch den Abgleich mit experimentellen Daten erlauben diese Modelle Einblicke in krankheitsrelevante Veränderungen dieser Netzwerke, insbesondere im Bereich der Krebsforschung.
Ein Schwerpunkt seiner Forschung ist dabei die quantitative Beschreibung zellulärer Heterogenität auf Einzelzellebene basierend auf bildgebenden Verfahren und genomischen Analysen. Durch seine Forschung konnte Herr Legewie charakterisieren, wie biologische Systeme trotz molekularer Fluktuationen robust funktionieren, und wann sie ihr Verhalten ändern und so in einen pathologischen Zustand übergehen. Als zweiten Fokus studiert er wie im Zellkern die Aktivität der Gene durch komplexe Regulationsnetzwerke kontrolliert wird. So konnte er durch systembiologische Ansätze basierend auf sogenannten multi-OMICS Daten zehntausende Sequenzmutationen charakterisieren, die in Krebszellen deregulierte Genregulationsprozesse beeinflussen.
Persönliches
Stefan Legewie, geboren 1977 in Aachen, studierte Biochemie an der Universität Witten/Herdecke. Im Rahmen seines Studiums spezialisierte er sich frühzeitig auf das damals junge Feld der Systembiologie, in dem mathematische Modelle genutzt werden, um experimentelle Daten quantitativ auszuwerten. Im Jahr 2008 promovierte er mit Auszeichnung (summa cum laude) im Fach Biophysik an der Humboldt-Universität zu Berlin. In seiner Dissertation untersuchte er zelluläre Informationsnetzwerke, die hormonellen Signale von der Zelloberfläche in den Zellkern weiterleiten, und konnte Design-Prinzipien ableiten, welche diesen Netzwerken Robustheit und schalterartiges Entscheidungsverhalten verleihen. Die Dissertation wurde mit dem MTZ-Preis für Medizinische Systembiologie und dem Reinhart-Heinrich-Preis für Theoretische Biologie ausgezeichnet. Nach einem kurzen Aufenthalt am Deutschen Krebsforschungszentrum wechselte Stefan Legewie 2010 als Gruppenleiter an das neu gegründete Institut für Molekulare Biologie (IMB) in Mainz. Dort konnte er seine Arbeiten zur Robustheit und Heterogenität biologischer Systeme ausweiten und beschäftige zudem mit der Frage, wie die Aktivität von Genen verlässlich gesteuert werden kann. Seit 1.9.2020 ist er Professor für Systembiologie an der Universität Stuttgart.