Jede Krebserkrankung nimmt ihren Anfang in einer einzelnen Zelle. Die Abteilungen und Arbeitsgruppen des Forschungsschwerpunkts A erforschen die grundlegenden Vorgänge, die dazu führen, dass eine Zelle zur Krebszelle entartet. Sie untersuchen die Mechanismen der Tumorentstehung, der Tumorprogression sowie der Metastasierung auf molekularer, genomischer, zellulärer und funktionaler Ebene. Darüber hinaus klären sie auch grundlegende zellbiologische Prinzipien auf. Die Wissenschaftler arbeiten im Einzelnen an folgenden Themen:

• Sie analysieren Stammzellen und Vorläuferzellen, da sowohl eine gestörte Zelldifferenzierung als auch fehlregulierte Stammzellprogramme Ursache für viele Krebserkrankungen, aber auch nicht-onkologische Krankheiten sind.
• Sie untersuchen die Kontrollmechanismen, die zur Stabilität des Genoms beitragen, da angeborene oder erworbene Veränderungen im Genom ursächlich an der Entstehung und am Fortschritt von Tumoren beteiligt sind. Ein weiterer Schwerpunkt ist die RNA-Biologie sowie die Analyse epigenetischer Mechanismen zur Kontrolle der Genexpression.
• Sie untersuchen die zellulären Mechanismen, die die Integrität der Zelle überwachen, Schäden schnell erkennen und bei Bedarf reparieren bzw. den Zelltod auslösen. Dies beinhaltet auch die Kontrolle der Proteinstabilität und des Proteinmetabolismus.
• Sie erforschen die Netzwerke aus Signalwegen und Transkriptionsfaktoren, welche die Zelle in die Lage versetzen, Informationen aufzunehmen, zu verarbeiten und die Vorgänge innerhalb der Zelle zu steuern. Sie untersuchen, wie die Fehlregulation dieser Mechanismen zur bösartigen Entartung führen kann.
• Sie versuchen, die Komplexität der Interaktionen der Tumorzellen mit ihrer Mikroumgebung zu verstehen. Denn Tumoren sind mehr als bloße Zellansammlungen, die zu lokal-begrenzten Krankheiten führen. Vielmehr handelt es sich um komplexe pathologische Organ-ähnliche Strukturen, gebildet durch viele verschiedene Zelltypen (neben Tumorzellen, Immunzellen, Stromazellen etc.), die sich ausbreiten und damit den ganzen Körper als Metastasen besiedeln können. Weiterhin werden metabolische Veränderungen und ihr Einfluss zum Beispiel auf das Epigenom bei der Tumorgenese und Tumorprogression untersucht.

Ein breites Spektrum an hoch spezialisierten molekularen, zellulären, genomischen und organismischen Methoden und Techniken ermöglicht es den Wissenschaftlern, sich diesen ungelösten Fragen zu stellen. Ihre Grundlagenforschung zur Zell- und Tumorbiologie bildet die Basis für die klinische Translation und medizinische Anwendung. Um die Grundlagenforschung über den Zell- und Tumorbiologie-Schwerpunkt hinaus noch breiter aufzustellen, ist der FSP-A in der DKFZ-ZMBH Allianz mit dem Zentrum für Molekularbiologie der Universität Heidelberg (ZMBH) verbunden. Die strategische Partnerschaft wurde im Jahr 2007 gegründet, um die klassischen Grenzen universitärer und außeruniversitärer Forschung zu überwinden und die molekulare und zellbiologische Forschung am Standort Heidelberg auf höchstes internationales Niveau zu heben. Einige der Stammzellforscher des Schwerpunkts sind im „Heidelberg Institute for Stem Cell Technology and Experimental Medicine“ (HI-STEM) organisiert, einer gemeinnützigen GmbH, die vom DKFZ und der Dietmar Hopp Stiftung getragen wird.