10 forskere får støtte fra Det Frie Forskningsråd

Af Birgitte Svennevig, birs@sdu.dk, 04-05-2017

Det Frie Forskningsråd har i 2017 uddelt 51 bevillinger til projekter inden for Natur og Univers, og heraf går de 9 til naturvidenskabelige forskere på SDU. En bevilling kommer fra puljen Sundhed og Sygdom. 

Disse NAT-projekter har fået støtte

Projekttitel Singing like a jet-engine: Neuromechanical control of ultrasonic song in mice
Bevillingsmodtager Coen P.H. Elemans
Bevilget beløb 1.948.320 kr.
Projektbeskrivelse Ultrasoniske vokaliseringer fra gnavere bliver i stigende grad brugt til at studere udviklingsmæssige neurologiske lidelser såsom stammen og autisme og har vist sig som et vitalt redskab. Ændringer i vokaliseringsadfærden er forbundet med genetiske mutationer, men vi ved endnu ikke, hvordan vokaliseringerne fysisk produceres og kontrolleres og kan derfor ikke direkte relatere akustiske træk til den eksperimentelle behandling eller til en given musestamme. Vi har for nyligt, for første gang, etableret, at mus producerer ultralyd ved en hidtil ukendt mekanisme, der kraftigt minder om, hvordan supersoniske jetmotorer genererer fløjtelyde. Det foreslåede projekt markerer et opgør med standard korrelative principper og søger i stedet kausalt at linke neural kontrol til biomekanikken bag de ultrasoniske vokaliseringer via en cutting-edge multidisciplinær tilgang. Projektet vil have vidtspændende indvirkning på områder, hvor udviklingsmæssige neurologiske lidelser studeres i musemodeller, men også indenfor generelle studier af komplekse motorsystemer, neuro-muskulær kontrol af lydproduktion og tale og den evolutionære udvikling af lydkommunikation.

Projekttitel Role of membrane contact sites and calcium dynamics in cholesterol export from late endosomes
Bevillingsmodtager Daniel Wüstner
Bevilget beløb 1.944.000 kr.
Projektbeskrivelse I dette forskningsprojekt vil vi kortlægge de molekylære mekanismer bagved frigivelsen af kolesterol fra ’low density lipoprotein* (LDL) i celler. Kolesterol er et lille molekyle i vores cellemembraner, som er vigtigt for deres barrierefunktion. LDL kender man også som det dårlige kolesterol, fordi dets ophobning kan fremkalde åreforkalkning. Vores celler optager LDL i små membranbegrænsede mikro-organeller, som kaldes for endosomer. De molekylære mekanismer bagved frigivelse af kolesterol og dens transport til kolesterol-sanseorganellen, det endoplasmatiske retikulum (ER), er ikke forstået. De er dog vigtige i mange sygdomme inkl. Alzheimer og cancer. Nøglemolekyler i endosomer er NPC proteinerne. Når celler mangler disse proteiner - et kendetegn af Niemann Pick type C (NPC) sygdommen - findes en stærk ophobning af kolesterol og andre fedtstoffer og nedsat organfunktion, specielt i hud, lever og hjernen af patienter. NPC proteiner danner også en slags porte for Ebola virus, når den inficerer celler, som understreger, hvor vigtigt det er, at vi forstår, hvordan NPC proteiner virker. En hypotese går ud fra, at calcium signalering og kolesteroltransport mellem endosomer og sanseorganellen ER foregår via membrankontakter, som dannes med hjælp af NPC proteiner. Vi vil benytte os af de nyeste optiske mikroskopimetoder til at undersøge, hvordan kontaktarealer opbygges, hvordan kolesterol frigives, og hvilken rolle NPC proteiner og calcium signalering spiller i denne proces.

Projekttitel Online Algorithms and Cheminformatics Meet Concurrency
Bevillingsmodtager Joan Faye Boyar
Bevilget beløb 1.382.962 kr.
Projektbeskrivelse Både Web Services og Cloud Computing er eksempler på områder, hvor mange computere skal arbejde sammen uden central styring. Hvordan sikrer man sig, at opgaverne løses korrekt og distribueres og skeduleres effektivt? Svar på denne slags spørgsmål kræver samarbejde mellem forskellige områder af datalogi. I dette projekt vil vi arbejde på uløste problemer fra online algoritmer, kemoinformatik og large-scale concurrency, og især på problemstillinger, hvor vi forventer at nybrydende løsninger kan opnås ved at udnytte ekspertise fra flere af disse områder samtidigt. Arbejdet vil blive udført af dataloger ved Syddansk Universitet, hvor den unikke kombination af disse områder er repræsenteret, samt gennem samarbejde med internationalt førende forskere, som gruppen har tætte bånd til, inden for disse felter. Dette vil lede til ny viden om fundamentale datalogiske spørgsmål omhandlende kvalitet, effektivitet og klassificering. Disse teoretiske resultater forventes også at kunne give forbedringer inden for anvendelsesområder så forskellige som skedulering af cloud computing, logistik, ressourceudnyttelse, korrekthed og effektivitet af distribuerede systemer, samt analyse af kemiske processer. Projektet har desuden stor vægt på internationalisering og forskerudveksling. Blandt andet indgår længerevarende forskningsophold ved forskningsgrupper inden for projektets områder på Harvard University og University of Toronto.

Projekttitel Packing, covering and partitions of digraphs
Bevillingsmodtager Jørgen Bang-Jensen
Bevilget beløb 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse Grafteori, som er et underområde af diskret matematik, er en relativt ny gren af matematikken og fortsat i stærk udvikling, dels på grund af anvendelser i andre grene af videnskaben (matematik, ingeniørvidenskab, operationsanalyse og datalogi), dels fordi grafteori udgør et fantastisk stærkt værktøj til praktiske anvendelser. Eksempler er ruteplanlægning via GPS, mandskabsplanlægning, analyse af sociale netværk, design af (computer)netværk, logistikplanlægning, planlægning af vejnet. Projektets formål er at bidrage til en markant bedre forståelse af vigtige spørgsmål omkring strukturelle og algoritmiske aspekter af orienterede grafer. Orienterede grafer er centrale for mange praktiske anvendelser og udgør den mindst udforskede del af grafteorien. Projektdeltagerne består af to internationalt førende eksperter i orienterede grafer med tilsammen over 250 publikationer i anerkendte internationale tidsskrifter, en postdoc, samt en ekspert i praktiske anvendelser af grafer. Disse vil arbejde sammen med et stort netværk af internationale forskere om løsning af en række vigtige problemer indenfor området. På internationalt plan, vil projektet dels styrke samarbejdet, dels styrke forskeruddannelsen, idet en række udenlandske ph.d.-studerende vil deltage som samarbejdspartnere.

Projekttitel Nucleic acids with the double amount of information
Bevillingsmodtager Poul Nielsen
Bevilget beløb 2.580.480 kr.
Projektbeskrivelse DNA er molekylet, der indeholder den genetiske kode i alle levende organismer. DNA består af to kæder opbygget af nukleosid byggesten med fire forskellige nukleobaser, som bærer den genetiske information. Kæderne danner den ikoniske dobbelthelix, idet baserne parrer med hinanden. I de senere år er DNA også brugt som udgangspunkt for design af lægemidler. Syntetisk DNA har vist sig brugbart som såkaldt antisense DNA, der er designet til at blokere det genetiske udtryk af sygdomsfremkaldende proteiner, eller som aptamere, der er designet til at binde selektivt til f.eks. proteiner. Et problem er dog molekylernes størrelse og deres optagelse i cellerne. I dette projekt vil vi videreudvikle og undersøge en simpel DNA-modifikation, der er fundamentalt forskellig fra naturlige DNA-byggesten, idet den indeholder to nukleobaser på én nukleosid byggesten. Vi har i indledende forsøg vist, at begge baser deltager i base-parring og vil nu undersøge det fulde potentiale for overførslen af information. Med alle nukleobaser repræsenteret kan vi i princippet udvikle nukleinsyrer med den dobbelte informationsmængde i forhold til længden. Det kan have stort potentiale i udviklingen af DNA-baserede lægemidler, idet vi kan levere den samme information på mindre molekyler og det halve antal negative ladninger. Det kan blive en afgørende fordel, når DNA-baserede lægemidler skal optages i celler, da kædens negative ladning er en væsentlig hindring for dette.

Projekttitel Sediment resuspension – an understudied key factor for biogeochemical functioning of coastal habitats: Field investigations with novel, in situ technology.
Bevillingsmodtager Ronnie Nøhr Glud
Bevilget beløb 2.197.440 kr.
Projektbeskrivelse Havbunden spiller en vigtig rolle for omsætningen af organisk materiale og dermed for den biologiske produktion i kystnære havområder. Vores viden om disse processer og re-genereringen af nærringstoffer fokuserer dog på ”normale forhold” i kystzonen. Betydningen af usædvanlige forhold under storme, oversvømmelser og ekstreme tidevandssituationer er stort set ukendte. Under sådanne forhold resuspenderer de øverste lag af havbunden, og det kan have vidtrækkende og langvarige konsekvenser for de biogeokemiske processer i kystzonen – en betydning der er meget dårligt kvantificeret eller forstået. Det skyldes helt enkelt, at det er meget vanskeligt at foretage undersøgelser under sådanne situationer, og at forholdene ikke lader sig reproducere i laboratoriet. Med dette tværfaglige, felt-orienterede projekt vil vi anvende ny-udviklede instrumenter til at undersøge betydningen af sediment resuspension. Kombineret med fokuserede laboratoriestudier vil små avancerede observatorier placeret på havbunden for første gang gøre det muligt direkte at kvantificere betydningen af naturlig sediment resuspension for den biogeokemiske funktion af kystzonen. Betydningen af resuspension i kystzonen kan kun forventes at øges i de kommende år, hvor klima forandringer forventes at skabe flere ekstreme vejr forhold med storme og oversvømmelser.

Projekttitel The atomic level structure of layered double hydroxides
Bevillingsmodtager Ulla Gro Nielsen
Bevilget beløb 2.545.919 kr.
Projektbeskrivelse Siden opdagelsen af graphen i 2004 er antallet af kendte todimensionelle (2D) materialer eksploderet. Disse materialer, der består af ultratynde lag kun få atomer tykke, har store potentielle anvendelsesmuligheder inden for f.eks. katalyse, batterier, superkapacitorer og til selektiv fjernelse af miljøproblematiske stoffer. Især uorganiske 2D materialer, der indeholder overgangsmetaller som jern, nikkel og kobber, er lovende på grund af deres variable oxidationstrin og koordination. Vi kan endnu ikke forklare disse egenskaber på grund af manglende information om den atomare stuktur af disse komplekse og ofte ikke-krystallinske materialer. Faststof NMR spektroskopi i kombination med DFT-beregninger bliver med stor succes anvendt i materialevidenskab og er dermed en af de mest lovende metoder til studier af todimensionelle materialer. Men DFT-beregninger giver på nuværende tidspunkt ikke pålidelige resultater for paramagnetiske systemer, der indeholder uparrede elektroner. Projektet, der er inspireret af aktuelle udfordringer opstået under studier af lagdelte dobbelt hydroxider (LDH’er), kombinerer udvikling af ny teori til beregning af paramagnetiske NMR data og eksperimentel faststof NMR med avanceret syntese. Vi søger samtidig en forklaring på, hvorfor LDH'er er effektive katalysatorer og energimaterialer. Projektet udføres i samarbejde med teoretiske og eksperimentelle forskningsgrupper i Finland, Frankrig og England.

Projekttitel Rational design of optical probes for sensing in cellular membranes
Bevillingsmodtager Jacob Kongsted
Bevilget beløb 5.904.002 kr.
Projektbeskrivelse Biologiske membraner er komplekse samlinger af proteiner og lipider med essentielle biologiske funktioner. En række sygdomme er desuden relateret til dysfunktioner af disse membraner. Membranstruktur og -egenskaber undersøges ofte på basis af fluorescensmikroskopi, der blandt andet muliggør måling af vigtige dynamiske processer i membraner. Med udviklingen af mikroskopisk analyse i meget høj opløsning, såkaldt superresolution, er det blevet muligt at undersøge cellulære processer på nanoskala, men en fuld udnyttelse af dette potentiale kræver udvikling af nye egnede molekylære fluorescensprober. I projektet vil vi udvikle optimerede fluorescensprober til tidsopløst og superresolution billeddannelse af biologiske membraner med henblik på at karakterisere og forstå fundamentale processer i membraner. Vores tilgang til denne problemstilling bygger på en unik tværfaglig kombination af computersimuleringer, kemisk syntese og mikroskopisk billeddannelse. De metoder, vi udvikler i dette projekt, vil kunne anvendes inden for molekylær billeddannelse af levende celler og væv og føre til fundamental ny erkendelse af sammenhængen mellem membraner og sygdomme.

Projekttitel Automorphisms and Invariants of Operator Algebras
Bevillingsmodtager Wojciech Szymanski
Bevilget beløb 5.497.658 kr.
Projektbeskrivelse Dette projekt falder indenfor området operatoralgebra - en atematisk disciplin, der befinder sig i krydsfeltet mellem analyse og algebra. Projektets hovedfokus er på komplekse systemer af lineære transformationer og forståelsen af deres symmetrier og dynamiske udvikling. Disse systemer optræder indenfor kvante-teorier og partikel FYSIK OG ASTRONOMI og endvidere i forbindelse med den nyligt opståede matematiske tilgangsvinkel til kvante-informationsteori. Projektet vil give anledning til resultater med anvendelser indenfor klassifikation af C*-algebraer og andre matematiske discipliner og potentielt også til anvendelser indenfor kvanteFYSIK OG ASTRONOMI.

Projekttitel Transcriptional networks of adipocyte lineage determination
Bevillingsmodtager Susanne Mandrup
Institution Syddansk Universitet 
Bevilget beløb 4.512.960 kr.
Projektbeskrivelse Der findes to forskellige typer fedtceller. Hvide fedtceller, som oplagrer energi i form af fedtdepoter, der senere kan bruges i andre væv, og brune fedtceller, som oplagrer fedtdepoter for senere selv at brænde fedtet af og omdanne det til varme. Nogle hvide fedtceller har desuden evnen at blive omprogrammeret til brunlige fedtceller, der også kan lave fedt om til varme. Fedtceller udvikler sig fra stamceller, som findes i fedtvævet, og vores forskning har vist, at generne i disse stamceller er programmeret forskelligt afhængigt af, hvilket fedtdepot de kommer fra, samt at denne programmering har betydning for cellernes evne til at blive brune. I dette projekt ønsker vi at anvende avancerede genomiske teknologier til at undersøge de genregulatoriske netværk, som styrer stamcellernes programmering og efterfølgende udvikling til modne brune eller hvide fedtceller. Vi vil dels anvende stamceller isoleret fra brunt og hvidt fedtvæv hos mennesker, dels nye muse-modelsystemer, som vores amerikanske samarbejdspartner har udviklet, og som tillader os for første gang at studere udviklingen af fedtceller i en levende organisme. Vi vil også undersøge, hvordan øget fedtnedbrydning signalerer til fedtcellernes gener og undersøge, om det er et vigtigt signal til bruning af hvide fedtceller. Projektet har stor betydning for forståelsen af, hvordan fedtceller udvikles, og hvordan det f.eks. vil være muligt at øge mængden af de brune fedtceller og dermed øge energiomsætningen.