Die Untersuchung der Prinzipien biologischer Systeme und ihrer Synthesewege für die Bildung hochstrukturierter Kompositmaterialien aus Calciumcarbonat (CaCO3) und deren Nutzung als neue Basistechnologie sind Inhalt des Forschungsvorhabens. Als Modellorganismus dient die Coccolithophoride (Kalkalge) Emiliania huxleyi, eine marine, einzellige Alge, welche einzigartige Strukturen aus CaCO3, die Coccolithen, bilden kann. Die intrazelluläre Kalkbildung wird durch Prozesse reguliert, welche die Akkumulation der Ausgangsstoffe (Calcium und anorganischer Kohlenstoff), die Kristallkeimbildung und das Wachstum kontrollieren. Derzeit lassen sich Coccolithen, für die ein industrielles Interesse besteht, nur ressourcenintensiv aus Algen gewinnen. Das Gesamtziel des Projektes besteht darin, durch experimentelle und modellbasierte Analysen den Prozess der Coccolithenbildung in Emiliania huxleyi so weit zu verstehen, dass eine Reduktion auf wesentliche Prozesskomponenten sowie strukturgebende Elemente und damit eine Übertragung auf zellfreie Systeme möglich wird. Als Ergebnis soll ein weitgehend zellfreies Verfahren entwickelt werden, das steuerbar und effektiv die metabolischen Mechanismen der Zellen für die Produktbildung in intrazellulären Kompartimenten nachbildet. Ein solches Verfahren bietet die Möglichkeit größere Mengen definierter Partikel mit hoher räumlicher und zeitlicher Effizienz zu erzeugen.