מיקרו-אורגניזמים חיים בסביבות שונות המשתנות בצורה בלתי צפויה. עליהם להגיב באופן נכון לשינויים בסביבתם בהתבסס על מה שלמדו דרך אבולוציה, אדפטציה ומאורעות שקרו זה עתה. כמו כן עליהם להעביר מידע זה באופן נכון לגנים שונים המממשים את תגובת התא לשינוי. המחקר שלי עוסק בשאלות הבאות: כיצד בית הגידול הטבעי של מיקרו-אורגניזם (המייצג היסטוריה ארוכת טווח של שינויים) משפיע על תגובותיו ופרשנותו לשינויים בתנאי הסביבה שלו? כיצד שינויים בסביבה מההיסטוריה הקרובה משנים את תגובות התא? ולבסוף, כיצד מסוגל חלבון יחיד לשלוט על עשרות ואף מאות גנים ולתזמן לבדו את פעילותם? פיתחנו מערכת ניסויית המבוססת על צילום תאים חיים המאפשרת מדידת התגובות של תהליכים מולקולריים בתאים לשינויים מבוקרים בסביבתם החיצונית. מדידה זו נערכת תוך השוואה בין זני שמרים שונים. גילינו שזני שמרים שמקורם בגפנים מפרשים שינויים ברמת סוכר באופן שונה מזנים שמקורם בעצי אלון. יתרה מזאת, שינויים שקרו בשעה האחרונה ברמת הסוכר משנים את תגובת השמרים לסילוקו המוחלט. תוצאות אלו מראות שלמידה (או אדפטציה) בשתי סקאלות הזמן משפיעות על תגובות מסלולי עיבוד מידע בתאים. במחקר אחר גילינו שזוג גנים שצריכים לעבוד ביחד מתואמים באופן הדוק יותר בזמן מאשר זוג גנים שפועלים על תהליכים שונים. אנו מראים שהבקרה הדינמית המביאה לתבניות הביטוי של גנים אלה מבוזרת בין אזורים בגנום השוכנים בתוך, לפני ומסביב לגן. על-ידי החלפת מקטעים מהרצף הגנטי בין זוגות גנים, אנו מראים שגנים שונים יכולים להשתמש במקטעים שונים אלה כדי להגיע לתבניות ביטוי זהות – כלומר, להשתמש בפתרונות שונים לאותה בעיה.