Bevillingerne er givet inden for rammerne af Det Frie Forskningsråds Opslag E2015 og F2016. Bevillinger til DFF-Forskningsprojekter gives til en eller flere forskere, der ønsker at undersøge vigtige videnskabelige spørgsmål inden for et velafgrænset område.
Rådet har i alt modtaget 361 ansøgninger om støtte til DFF-Forskningsprojekt 1 og 2. Det samlede ansøgte beløb til ansøgningsfristen i oktober 2015 var på ca. 1,6 mia. kr.
Ansøgere vil modtage skriftligt svar hurtigst muligt.
Der tages forbehold for trykfejl og eventuelle nødvendige budgetjusteringer. Enkelte ansøgere er optaget på venteliste og vil modtage direkte besked herom.
DFF-Forskningsprojekt 1
Projekttitel: Advanced tailoring of 3D microstructures for superconducting magnets
Bevillingsmodtager: Anders Christian Wulff
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Superledende magneter, som kan frembringe høje magnetfelter, er en afgørende forudsætning for MR-scannere til medicinsk diagnosticering. Jo højere magnetfeltet er, jo bedre rumlig opløsning bliver det muligt at opnå i scanneren, hvilket har betydning for tidlig detektering af f.eks. kræftramt væv. Dette forskningsprojekt fokuserer på et nyt koncept for den superledende magnet, som vil muliggøre en mangedobling af den tilgængelige magnetfeltstyrke. Det sker ved at anvende keramiske superledende materialer i kombination med en særlig substratkonfiguration, som for nylig er udviklet af ansøgeren. Det vil gøre det muligt at frembringe mange tynde superledende filamenter i stedet for en bred ledning, hvilket muliggør et højere felt og en bedre billedopløsning. Projektet sigter på at løse de videnskabelige problemer, der i øjeblikket vanskeliggør at opnå en tilpas lille bredde af superleder filamenterne. Mere specifikt er ilt-bobler i den elektrokemiske substrat-proces en fundamental hindring, da boblerne dannes spontant og giver uhensigtsmæssige strukturvariationer. Dette løses ved at modellere og monitorere 3D strukturen in-situ, som funktion af bobledannelsen. Forskningsprojektet udføres i tæt samarbejde med Bruker HTS, som er den førende virksomhed inden for fremstilling af keramiske superledere til MR-magneter, og Dr. Fedor Gömöry fra det slovakiske videnskabsakademi i Bratislava, som er en af de mest anerkendte eksperter inden for filament-superledere.
Projekttitel: Lethal mutagenesis in the control of chronic disease caused by RNA virus
Bevillingsmodtager: Armando Arias Esteban
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Kroniske sygdomme forårsaget af virus påvirker mange millioner mennesker på verdensplan, hvilket er ødelæggende for deres livskvalitet samt udgør en stor samfundsøkonomisk byrde for de nationale sundhedsvæsener. Nogle af de oftest forekommende virus, der forårsager kroniske sygdomme er HIV og adskillige hepatitis virus, som er skyld i et stigende antal dødsfald hvert år. Manglen på effektive antivirale midler overfor mange af disse virus forhindrer kontrol og behandling af de associerede kroniske sygdomme. Mange virus (såsom RNA virus) har en naturlig tendens til at mutere, hvilket gør dem vanskelige at kontrollere med antivirale midler eller via vores immunforsvar. RNA virus omfatter blandt andet virus, som forårsager Ebola, AIDS, hepatitis, influenza, SARS og mange andre sygdomme. ”Lethal mutagenesis” er blevet foreslået som en ny antiviral metode og er baseret på at drage fordel af denne øgede mutationsrate af RNA virus. Det består helt enkelt i at få virus til at mutere hurtigere, således at den genetiske information, der overføres til afkommet bliver ufrugtbar. Resultatet bliver, at viruspopulationerne muterer sig selv ihjel. Vi har for nylig demonstreret denne teori på praktisk niveau ved at vise at ”lethal mutagenesis” kan anvendes til at kontrollere kroniske infektion med norovirus, et gastroenterisk patogen, og dette inspirerer os til at udvikle generelle terapier til kontrol af kroniske sygdomme forårsaget af mange andre virus.
Projekttitel: Biomimetic Foldamers with Novel Three-dimensional Structures
Bevillingsmodtager: Christian Adam Olsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.571.461 kr.
Projektbeskrivelse: Peptider og proteiner varetager en række vigtige opgaver i vores celler, så som signalering, metabolisme og celledeling blandt mange andre. Mange af disse egenskaber kunne være attraktive at udnytte i udviklingen af nye lægemidler eller katalysatorer på grund af den høje effektivitet indkodet fra naturens side. Naturligt forekommende peptider og proteiner bliver dog oftest hurtigt nedbrudt af såkaldte proteaser, og det har derfor vist sig interessant at modificere den naturlige struktur for at forbedre levetiden af dem. Dette har ført til forskning indenfor syntetiske oligomerer med unaturlige strukturer, der kan efterligne eller komplimentere peptider og proteiner, men som samtidig har en forøget stabilitet. Som overordnet klasse er sådanne strukturer blevet kaldt “foldamerer”, og en af de kategorier af peptidanaloger, der er blevet udforsket i denne sammenhæng kaldes peptoider. I nærværende forskningsprojekt vil vi udvikle nye typer af sådanne foldamerer, der er i stand til at efterligne den måde, hvorpå proteiner danner komplekser med hinanden. Vi vil således udnytte nylig opnået viden om foldning af såkaldte beta-peptoid-baserede peptidmimiks samt samarbejde med eksperter indenfor peptoid “nanosheets” ved Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) i Californien for at opnå nye tredimensionelt veldefinerede komplekser. De, i projektet, udviklede strukturer vil skabe fundamentet for udvikling af nye syntetiske enzymlignende katalysatorer.
Projekttitel: Biomimetic and responsive adhesives for a challenging biological environment
Bevillingsmodtager: Esben Thormann
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.588.721 kr.
Projektbeskrivelse: I dette projekt vil vi udvikle en hel ny type af klæbermateriale, som vil være i stand til at regulere sine klæberegenskaber som svar på en ydre påvirkning, såsom en ændring i temperaturen og som svar på ændringer i det kemiske miljø, som klæberen befinder sig i. I det første tilfælde vil det betyde, at styrken af en klæber aktivt vil kunne slås til og fra. Det vil altså sige, at man det ene øjeblik vil kan have en genstand med en stærk vedhæftning til en overflade, men som det næste øjeblik vil kunne fjernes næste uden kraft. I det andet tilfælde vil klæberen blive i stand til at danne et modsvar til f.eks. en væske, der normalt vil forringe klæber-genskaberne. Som et konkret eksempel vil vi studere klæbere med henblik på vedhæftning af sygeplejeartikler på huden, hvor påvirkning af kropsvæsker ofte kan føre til en svækkelse af en klæbers vedhæftningsegenskaber.
Projekttitel: The weight of cities and dematerialization and decarbonization implications (CityWeight)
Bevillingsmodtager: Gang Liu
Institution: Syddansk Universitet (University of Southern Denmark)
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Byer repræsenterer både en stor del af udfordringen og en vigtig del af løsningen for en bæredygtig udvikling. Urbanisering og byudvikling kan beskrives som opbygningen af bymæssig infrastruktur, som grundlæggende sigter mod opfyldelsen af menneskelige behov, men som samtidig leder til ressourceforbrug og miljøeffekter i alle stadier af byens 'metabolisme' fra dens opbygning, drift og vedligeholdelse til den løbende nedbrydning, affaldsdannelse og fornyelse. Forskning i byers metabolisme har hidtil fokuseret på at karakterisere byens materiale- og energistrømme. Men den samlede betydning af byens opbyggede infrastruktur for miljøindsatsen og for afvejninger og synergier mellem direkte og indirekte miljøeffekter og miljøgevinster er fortsat dårligt beskrevet og forstået. I dette projekt vil vi udvikle en metode til at karakterisere de fysiske mængder, materiale- og ressourcesammensætning og geografiske fordeling af ressourcer i bymæssig infrastruktur, eksempelvis Odense. De udviklede modeller og resultater vil understøtte bæredygtig byplanlægning, udvikling af langsigtede affaldsstrategier, cirkulær økonomi og reduktion af byens klimabelastning.
Projekttitel: Enhancing nutritional value of locally-grown protein feed by transport engineering
Bevillingsmodtager: Hussam Hassan Nour-Eldin
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Raps udgør i dag verdens tredjemest dyrkede olieproducerende afgrøde, og dyrkning af raps er stigende i takt med efterspørgsel på fornybare energikilder. Indholdet af giftige glucosinolater i frøet begrænser brugen af rapskage til proteinfoder. I modelplanten Arabidopsis har vi vist, at mutation i to proteiner, som transporterer glucosinolater, blokerer for import af glucosinolater til frøene - der derfor er uden glucosinolater - mens de bevares i resten af planten. Grundet den øgede kompleksitet i rapsafgrødens genom vil vi som et proof-of-concept først implementere denne nye transport engineering teknologi i modelafgrøden Brassica rapa som en genvej til at identificere de relevante transportgener i raps (Brassica napus). Vi vil karakterisere transportproteinerne biokemisk og in planta. Vi vil undersøge effekt af transport engineering på agronomiske egenskaber, såsom glucosinolatindhold i frø og udbytte, og på afgrødens modstandsdygtighed over for sygdomsangreb og skadedyr. I projektet samarbejder vi med Bayer CropScience, som er verdensførende inden for rapsforædling og med eksperter i plantepatologi og entomologi. I det biobaserede samfund vil udnyttelse af rapskage som ny proteinkilde få store miljømæssige og økonomiske fordele. Projektet kombinerer grundforskning og innovation til udvikling af lokaltdyrket, bæredygtigt proteinfoder, der vil erstatte Europas store import af soja fra Sydamerika. Det vil skabe grobund for vækst inden for foder- og fødevareindustri.
Projekttitel: A Traceable 3D Scanning and Reconstruction Pipeline
Bevillingsmodtager: Jakob Andreas Bærentzen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.551.624 kr.
Projektbeskrivelse: Digitalisering af fysiske genstande via optisk 3D scanning har en lang række anvendelser som f.eks. digital bevaring af vores kulturelle og naturhistoriske arv. Digital bevaring kan potentielt spare skrøbelige objekter for slitage og giver allerede nu langt bedre adgang for forskere og lægfolk til at foretage studier af disse genstande. De digitale modeller opbevares næsten altid i form af 3D trekantsnet, fordi denne form giver gode muligheder for f.eks. visualisering, beregning af geometriske egenskaber og 3D print. Når disse trekantsnet dannes ud fra de oprindelige data fra scanneren, sker der en omfortolkning og udglatning for at skabe en mere kompakt og støjreduceret 3D model. Det gør umiddelbart visualisering af det scannede objekt pænere, men det har den uheldige konsekvens, at der ikke længere er en klar og entydig sammenhæng mellem den digitale model og de oprindelige opmålte punkter. I forbindelse med videnskabelige anvendelser af sådanne modeller er det selvsagt et problem. Vores projekt sigter derfor mod at skabe en ny metode til at skabe en 3D model ud fra de rå scannede punkter, der ikke vil lide af dette informationstab. Vi ønsker desuden at fjerne støj fra trekantsnettet med statistisk velfunderede metoder. Det er endeligt tanken at eftervise anvendeligheden gennem konkret arbejde med digital bevaring af objekter fra vores naturhistoriske arv.
Projekttitel: A novel principle for highly sensitive detection of tagged proteins
Bevillingsmodtager: Jakob Rahr Winther
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.187.547 kr.
Projektbeskrivelse: I mange cellebiologiske sammenhænge er der et stort behov for at kunne genkende bestemte proteiner med meget høj specificitet. Vi vil udvikle en ny metode til at identificere proteiner som er mærkede med en kort aminosyre sekvens i den ene ende. Metoden vil langt overgå eksisterende metoder både hvad angår følsomhed og specificitet. Metoden udvikles og testes i samarbejde mellem Biologisk Institut ved Københavns Universitet og tre mindre bioteknologiske virksomheder.
Projekttitel: Resonant Piezoelectric Shunt Damping of Structures
Bevillingsmodtager: Jan Becker Høgsberg
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.472.974 kr.
Projektbeskrivelse: Svingninger i konstruktioner kan være ganske betydelig, når de optræder ved konstruktionens egenfrekvens. Et fænomen betegnet som resonans. Det er således afgørende for konstruktioners levetid, at disse resonanssvingninger kan dæmpes og dermed reduceres i amplitude. Hertil kan man med fordel benytte en bestemt type svingningsdæmpere, hvor dæmperens dynamiske egenskaber er nøjagtigt afstemt med konstruktionens egenfrekvens og svingningsform. Elektromekaniske transducere er elementer, der kan omsætte mekanisk energi til elektrisk energi, og her er specielt piezoelektriske transducere anvendelige til dæmpning af vibrationer i bjælker og plader, fordi den elektriske energi kan trækkes ud af det svingende system via et tilknyttet elektrisk (shunt) kredsløb. Effektiv dæmpning af konstruktionssvingninger kræver dog, at de elektriske komponenter (modstand og induktans) i kredsløbet er kalibreret med stor nøjagtighed, og dette forskningsprojekt opstiller netop ændrede designformler, som medtager de dynamiske effekter fra konstruktionens andre måder at svinge på. Dette medfører, at piezoelektriske svingningsdæmpere opnår forbedrede dæmpningsegenskaber og kan benyttes til dæmpning af højere svingningsformer, samt kan placeres meget indirekte på konstruktionen.
Projekttitel: A new generation of multi-modal registration algorithms based on probabilistic modeling
Bevillingsmodtager: Koen Van Leemput
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.564.280 kr.
Projektbeskrivelse: A fundamental computational technique in medical imaging is the ability to accurately deform two or more images of the same patient, so that complimentary information from different imaging modalities can be combined. Despite its enormous potential for improved healthcare delivery to patients, this technique is currently not routinely implemented in clinical practice because of a persistent lack of speed, robustness, and accuracy. By exploiting well-grounded probabilistic modeling and inference methods, the overall aim of this project is to introduce a set of fundamentally new computational techniques to deform medical images acquired in routine clinical settings, enabling a wide array of new applications in personalized health care. The project will involve a close collaboration and personnel exchange between leading groups in biomedical image computing at the Technical University of Denmark and Harvard Medical School.
Projekttitel: Modulation of signalling pathways in isolated nerve-terminals by isomerization of proline
Bevillingsmodtager: Martin Røssel Larsen
Institution: Syddansk Universitet (University of Southern Denmark)
Bevilget beløb: 2.239.200 kr.
Projektbeskrivelse: Post-translationelle modifikationer (PTMs) er små kemiske modificerende grupper, der kan påsættes proteiner efter deres syntese ved hjælp af en lang række enzymer. For nylig har vi og andre vist, at ændringer i en bestemt PTM på et protein kan have en betydelig indflydelse på andre PTMs, hvilket igen kan ændre funktionen, interaktion eller aktivitet af proteiner. Dette fænomen kaldes PTM cross-talk. En meget sparsomt karakteriseret PTM er cis-trans isomerisering af aminosyren Prolin i funktionelle proteiner. Prolin kan i et proteins primære sekvens sidde placeret C-terminalt til aminosyrerne Serin (S) og Threonin (T), såkaldte S/T-P sites, og i kroppens celler er der en masse enzymer, kinaser, der genkender S/T-P sites og kemisk er i stand til at putte en fosfatgruppe på S eller T. Spørgsmålet er om cis-trans isomerisering af Prolin i S/T-P sites har en indflydelse på genkendelse af sitet for Prolin-directed kinaser? Isomerisering af Prolin ved hjælp af PIN1 prolyl isomerase efter phosphorylering af S/T i S/T-P sites har vist sig at have indflydelse på de strukturelle egenskaber af substratet og er impliceret i forskellige cellulære processer, såsom neural udvikling og neurologiske sygdomme. Imidlertid er det omvendte aspekt af cis-trans isomerisering af Prolin i S/T-P sites dårligt udforsket, og kan potentielt modulere regulering af kinase genkendelse i disse sites, og derved regulere cellulær signalering på en ny og uudforsket måde.
Projekttitel: Neutron scattering assisted quantitative design of high pressure synthesized polymer hydrogels dedicated to antibiotics carriers
Bevillingsmodtager: Matti Pekka Knaapila
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.240.577 kr.
Projektbeskrivelse: Polymer materials can be used as drug carriers to prevent infections for example from from urinary tract catheters. This requires careful polymer synthesis so that the polymer can be tailored for specific drugs. It has been recently shown that one particularly promising synthesis method involves pressurized carbon dioxide.This project uses a method called neutron scattering to monitor and understand the structure of the polymer material after and during this high pressure synthesis.
Projekttitel: Unbiased Characterization of Microbial Communities
Bevillingsmodtager: Per Halkjær Nielsen
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.591.628 kr.
Projektbeskrivelse: En god forståelse af mikrobiologiske samfund, deres sammensætning og funktion er essentiel for at løse nuværende og fremtidige udfordinger indenfor sundhed, miljø og bæredygtig udvikling, f.eks. rent vand og produktion af bioenergi. Standardmetoden til identifikation af bakterier i sådanne komplekse mikrobielle samfund er de seneste år blevet rRNA amplicon sekventering. Metoden har revolutioneret vores muligheder for at studere bakterielle processer, men der er flere fundamentale begrænsninger, der mindsker anvendelsesmulighederne. Et af de største problemer er, at de nuværende metoder er baseret på brug af primerer og ukomplette databaser. I dette projekt vil vi udvikle en ny metode til fuld-længde og primer-fri rRNA sekventering. Metoden vil blive brugt til at lave omfattende databaser af mikroberne involveret i spildevandsrensnings og biogasproduktion - nogle af de mest anvendte bioteknologiske processer i verden. De nye databaser vil blive brugt til at re-designe primere til high-thoughput amplicon sekventering, samt til at designe nye FISH prober for detaljerede in situ studier af diversitet og funktion hos vigtige bakteriearter. Denne generiske metode til fuld-længde og primer-fri rRNA sekventering har store perspektiver indenfor alle områder af biologi og bioteknologi, og vil gøre det muligt for første gang at få et retvisende billede af diversiteten i biosfæren.
Projekttitel: Controlling ice growth to create micro-channel structures
Bevillingsmodtager: Rasmus Bjørk
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.584.800 kr.
Projektbeskrivelse: Mikrokanaler er interessante for en række teknologier, fra rensning af vand til varmevekslere. I en mikrokanal komponent er arbejdet, der skal anvendes på at skubbe en væske igennem komponenten lav, mens interaktionen mellem væsken, og selve komponenten er høj. Dette er fordelagtigt for eksempelvis varmevekslere, da en stor mængde varme kan overføres mellem væsken og komponenten. I dette projekt vil vi anvende frysestøbning til at producere komponenter med mikrokanaler, og efterfølgende teste disse i en magnetisk kølemaskine, da forskning har vist, at denne teknologi bliver 50% mere effektiv med mikrokanaler. I frysestøbning fryses is, så det danner mikroskopiske istapper igennem en pulveropløsning, og presser pulveret ud af istapperne. Efterfølgende frysetørres isen væk og komponenten brændes for at konsolidere den til ét fast stykke. Udfordringen med frysestøbning er, at det er svært at producere mikrokanaler, som er længere end få millimeter, fordi frysestøbningsprocessen ikke kontrolleres fint nok. Den videnskabelige hypotese i dette projekt er, at hvis den præcise grænse mellem is og vand under frysestøbningen kan følges, gennem infrarøde målinger, så kan der udvikles en metode til at styre hastigheden hvormed istapperne vokser, hvilket gør styring af bredden og længden af mikrokanalerne muligt. Dette vil blive gjort eksperimentelt og eftervist med simuleringer. Succeskriteriet for projektet er at producere komponenter med en længde på 5 cm med 100 mikrometer bredde kanaler.
Projekttitel: Characterization of hepatitis C-like viruses in horses: Dual purpose for human and equine health
Bevillingsmodtager: Troels Scheel
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.588.738 kr.
Projektbeskrivelse: Smitsom leverbetændelse er en vigtig infektionssygdom. Hepatitis B og C tilsammen giver kronisk infektion i en halv milliard mennesker verden over. De er dermed i alvorlig risiko for kræft og leversvigt. Hos heste har smitsom leverbetændelse længe været kendt, uden noget kendskab til virus der måtte forårsage sygdommen. Sammen med vores samarbejdspartnere identificerede vi fornylig to hepatitis C lignende virus i heste, som vi formoder er årsag til leverbetændelse. I dette projekt vil vi studere disse virus i heste og undersøge infektionens forløb, og i hvilket omfang det gør dyrene syge. Studierne kan således være med til at identificere, forstå og forebygge alvorlige leversygdomme hos heste. Der findes i øjeblikket ingen vaccine for hepatitis C og heller ingen gode dyremodeller til vaccineudvikling. Vores studier af hepatitis C relaterede virus i heste kan derfor give vigtig indsigt i immunrespons og sygdomsforløb, som kan skabe et fundament for vaccineudvikling. Projektet har derfor et dobbelt formål, hvor resultaterne både kan føre til diagnostisk og medicinsk forståelse af sygdom hos heste, men også skabe et fundament for en dyremodel for fremtidige hepatitis C vacciner.
Projekttitel: Fractional laser-assisted sustained topical delivery of systemic chemotherapeutics
Bevillingsmodtager: Merete Hædersdal
Institution: Bispebjerg Hospital
Bevilget beløb: 1.597.745 kr. (finansieret af Det Frie Forskningsråds pulje for Det Tværrådslige Udvalg)
Projektbeskrivelse: Basalcellecarcinom (BCC) er den mest udbredte kræftform i mennesker. Imidlertid kan den være vanskelig at behandle med lægemidler på grund af langsom cellevækst og hudens barrierefunktion. For nyligt er den første type kemoterapi til behandling af BCC blevet godkendt. Medicinen, vismodegib, gives systemisk (til hele kroppen) og virker effektivt, men et stort antal patienter stopper behandlingen på grund af bivirkninger. Vi har, i et internationalt samarbejde, udviklet en metode, hvor man benytter laserteknologi til at penetrere hudoverfladen med mikroskopiske kanaler, hvilket har den virkning, at man kan give systemiske lægemidler lokalt i huden og samtidig minimere systemiske bivirkninger. Behandlingen er nem, hurtig og sikker. Udfordringen med teknikken er at fastholde en høj koncentration af lægemiddel i huden over længere tid. Vi ønsker, i et bredt internationalt samarbejde, at udvikle en ny behandlingsstrategi for BCC. I et tredelt initiativ vil vi 1) identificere de bedst egnede materialer til at forlænge frigivelse af lægemiddel i hud 2) studere udbredelse og koncentration i væv af vismodegib indeholdt i disse materialer 3) undersøge tumorrespons på behandling med materiale med forlænget frigivelse af vismodegib kombineret med laserteknik. Dette planlægges at forgå ved at benytte en musestamme med menneskelignende BCC. Perspektivet er at kunne overføre teknologien til behandling af mennesker og uden alvorlige bivirkninger at kunne kurere BCCer og andre typer hudkræft.
Projekttitel: Saliva-repellent, mucoadhesive nanofiber-based hybrid systems for sublingual delivery of biopharmaceuticals
Bevillingsmodtager: Hanne Mørck Nielsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.585.704 kr.
Projektbeskrivelse: En stigende andel af nye lægemiddelstoffer er af biologisk oprindelse. Disse terapeutiske proteiner og peptider er attraktive som lægemidler, da de har en specifik virkning i kroppen. Men desværre, grundet disses komplekse struktur og hurtige nedbrydning efter dosering, kræves meget avancerede drug delivery systemer for at opnå et godt optag i blodbanen medmindre stofferne administreres ved injektion. Målet med dette projekt er at skabe en ny patientvenlig lægemiddelform via en platformsteknologi, som skal muliggøre forbedret optag af sådanne lægemiddelstoffer gennem den sublinguale slimhinde under tungen. Teknologien består af tre delelementer, som tilsammen skaber et funktionelt hybrid system; i) en spyt-afvisende film, som skal beskytte det aktive stof mod at blive skyllet væk, ii) en mucoadhæsiv fiber-matrix af elektrospundne fibre, hvori lægemiddelstoffet er indkapslet, og som dermed sikrer tæt kontakt mellem det aktive stof og slimhinden og iii) hjælpe-molekyler til at fremme optaget henover slimhinden. Teknologien bygger på skalerbare delelementer, hvilket vil øge muligheden for hurtig opskalering og implementering i en lægemiddelproduktion. Projektet, hvori teknologien udvikles, muliggøres gennem tæt samarbejde mellem en unik og interdisciplinær gruppe af nationale og internationale eksperter inden for avancerede biomaterialer, elektrospinning og lægemiddelvidenskab.
Projekttitel: Modal instability mitigation in double-pass amplifiers (Midas)
Bevillingsmodtager: Jesper Lægsgaard
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.474.856
Projektbeskrivelse: Højeffektslasere baseret på optiske fibre vinder stærkt frem indenfor industriel forarbejdning fordi de er energieffektive, billige, robuste og driftsstabile. Lasersystemerne består af en 'seed'-laser med lav udgangseffekt, der forstærkes op i en kæde af optiske fiberforstærkere. Deres fremstilling kræver præcis montering af et forholdsvis stort antal enkeltdele, og en væsentlig prisreduktion, samt yderligere forbedring af pålideligheden, kan opnås ved at reducere antallet af komponenter. Det kan gøres ved at benytte en såkaldt 'double-pass' konfiguration, hvor laserlyset reflekteres tilbage igennem det sidste forstærkertrin, som derved passeres to gange.Den vigtigste begrænsning af totaleffekten fra fiberlasere udgøres p.t. af såkaldte termo-optiske ustabiliteter. Overskudsvarme fra forstærkningsprocessen skaber en temperaturprofil i fiberen, som påvirker strålegangen, på samme måde som når temperaturforskelle i atmosfæren leder til luftspejlinger. Laserstrålen kan altså modificere sin egen profil, og bliver stærkt ustabil over en vis tærskeleffekt. Fænomenet er indgående studeret i almindelige forstærkere, men teoretiske modeller for double-pass forstærkere findes endnu ikke. Dette projekt, som er et akademisk-industrielt samarbejde mellem DTU Fotonik og NKT Photonics A/S, vil etablere den manglende forståelse gennem en kombination af eksperimentelle og teoretiske aktiviteter. Endemålet er at fremstille billige double-pass forstærkere med stærkt forøget tærskeleffekt.
Projekttitel: Graphene Oxide Membranes for Alcohol Dehydration
Bevillingsmodtager: Vittorio Boffa
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Grafen er et materiale med fantastiske egenskaber. I nær fremtid, kan dette materiale, som blot er et kulstofatom tykt, blive anvendt i produktionen af højtydende batterier og meget stærke kompositmaterialer. Forskere ved Aalborg Universitet vil, i samarbejde med McGill University (Canada) og Torino University (Italien), anvende en grafen-oxid membran, til fjernelse vand fra bioethanol, så det kan bruges som brændstof i vores biler. Dette forskningsprojekt er finansieret af det Frie Forskningsråd, og vil i fremtiden give os mulighed for at få miljøvenlige og billige brændstoffer og kemikalier.
Forskningsprojekt 2
Projekttitel: Long lifetime fluorescent dyes
Bevillingsmodtager: Bo Wegge Laursen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.305.099 kr.
Projektbeskrivelse: Moderne biologisk og medicinsk forskning og teknologi benytter sig i meget stort omfang af fluorescerende farvestoffer til at visualisere og undersøge væv, celler, og biomolekyler såsom proteiner og DNA. En meget stor del af udfordringen for at lave hurtigere og mere præcise undersøgelser ved hjælp af fluorescens ligger i den baggrundsstø,j som dannes fra andre fluorescerende molekyler i celler og væv. Dette projekt sigter mod at udvikle en ny type af fluorescerende farvestoffe,r som udsender deres fluorescens langsommere end andre molekyler, hvorved baggrundsstøjen kan fjernes. Udviklingen af de nye fluorescensfarvestoffer foregår på Kemisk Institut og Nano-Science Center ved Københavns Universitet under ledelse af professor Bo Wegge Laursen, mens testningen af de nye farvestoffer foregår i tæt samarbejde med en række førende internationale laboratorier med enestående ekspertise indenfor de relevante anvendelsesområder. De nye fluorescens-farvestoffer forventes at blive vigtige værktøjer med stort potentiale i medicinsk og biologisk forskning og teknologi.
Projekttitel: Targeting amyloid to combat bacterial biofilm
Bevillingsmodtager: Daniel Otzen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.827.632 kr.
Projektbeskrivelse: Bakteriel biofilm dannes på tilgængelige overflader, hvor bakterier forankrer sig og opbygger multicellulære celle-fællesskaber som holdes sammen af en selv-fremstillet polymer matrice. Sådanne biofilm udgør store problemer i industrien (biofouling i form af rør- og pumpebelægninger), fødevare fordærvelse og sundhedssektoren, hvor biofilm er involveret i ca. 80% af alle bakterieinfektioner og kompromitterer medicinske implantater. Matricen forstærkes af en meget robust type protein materiale, der kaldes amyloid (også kendt fra f.eks. Alzheimer’s og Parkinson’s Sygdom), som dannes af mange forskellige slags bakterier. Formålet med vores projekt er at udvikle redskaber til at fjerne biofilm ved at nedbryde amyloid komponenten. Som modelsystem vil vi anvende de patogene bakterier Staphylococcus aureus og S. epidermidis, der bl.a. producerer små PSM peptider, som er i stand til at danne amyloid. Vi vil analysere, hvordan PSM amyloidet opbygger biofilm ved at studere levende biofilm såvel som de enkelte PSM peptider med avanceret fluorescens mikroskopi og ved at måle, hvor mekanisk robuste biofilmen er. Herudfra vil vi screene småmolekyler og peptid-lignende amyloid-efterlignere for deres evne til at sænke biofilmens mekaniske robusthed og evne til at modstå antibiotika. I fald denne fremgangsmåde virker, vil det udgøre en helt ny måde at kombinere traditionel antibiotika med matrix-nedbrydende stoffer til at bekæmpe biofilm i mange forskellige sammenhæng.
Projekttitel: PhageGut - Phages for target specific gut microbiota manipulation
Bevillingsmodtager: Dennis Sandris Nielsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.293.061 kr.
Projektbeskrivelse: Menneskets tarmsystem indeholder mange hundrede forskellige mikroorganismer og udgør et komplekst samfund på mange billioner celler (vores tarmflora). Ændringer og ubalance i vores tarmflora har betydning for udvikling af en række sygdomme, bl.a. fedme og diabetes. Der er derfor stor videnskabelig og kommerciel interesse i at forstå, hvad der påvirker tarmfloraens sammensætning og især, hvordan det er muligt at ændre den. Bakteriofager (også kaldet ”fager”) er virus, der angriber bakterier. Der er en voksende forståelse af, at fager spiller en vigtig rolle ift. tarmfloraens sammensætning. PhageGut projektets hypotese er, at fager aktivt kan bruges til at manipulere tarmfloraens sammensætning i en ønsket retning og at en dybere forståelse af fag-bakterie-samspillet i tarmen vil lede til helt nye, effektive måder at kontrollere vores tarmflora på. Fedme er forbundet med ændringer i tarmfloraen, og vi vil i PhageGut med overvægtige mus som model vise, at fager kan bruges til tidligt i livet at ”skubbe” en tarmflora forbundet med overvægt i retning i af en tarmflora-sammensætning forbundet med normal vægt. Mere specifikt vil vi anvende kombinationer af definerede fager samt komplekse fagpopulationer isoleret fra ”tynde mus” til at ændre tarmfloraen i ”fede mus” mod en mere ”tynd” tarmflora og følge effekten heraf på musenes sundhedstilstand. Endvidere vil vi vise, at fager kan bruges til at introducere nye, sundhedsfremmende (probiotiske) bakterier i tarmen.
Projekttitel: The single tree experiment
Bevillingsmodtager: Ebba Karin Helena Dellwik
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.546.020 kr.
Projektbeskrivelse: Træer er en fundamental del af vores landskab, men forståelsen for hvordan de påvirker vindfeltet tæt ved jordoverfladen er mangelfuld. Denne mangelfulde forståelse har stor betydning for vores muligheder for at producere billig el fra vindmøller og kan lede til alvorlige skader fra faldende træer ved kraftige storme. Dette er dyrt for samfundet. Projektet starter med at undersøge effekterne fra enkeltstående træer på vind, og vi fokuserer derefter på konfigurationer med flere træer og mindre skove. Vi vil bruge to nye vindmålingsfaciliteter, som begge muliggør en skelsættende forskel i at beskrive og kvantificere det komplekse vindfelt tæt ved jordoverfladen. Flere vindmodeller vil blive testet mod de nye data, og de nye resultater vil blive brugt til at gøre nuværende operationelle modeller mere detaljerede og realistiske. Disse detaljerede vindmodeller bliver et vigtigt værktøj for at kunne forstå og forudsige de positive og negative effekter af vinden i vores samfund.
Projekttitel: Compact Integrated Terahertz Sources (CITS)
Bevillingsmodtager: Esben Skovsen
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 6.467.400 kr.
Projektbeskrivelse: Terahertz stråling er elektromagnetisk stråling, som spænder området fra fjernt infrarødt lys til korte mikrobølger. Stråling i dette område er interessant, fordi det kan gennemtrænge materialer som tøj og plastic, men samtidig kan bruges til at identificere kemiske stoffer som narkotika eller sprængstof. Terahertz stråling er uskadeligt for biologiske systemer og dermed også for os mennesker. Derfor er terahertz stråling blandt andet velegnet til at bruge ved sikkerhedstjek i lufthavne og lignende, hvor det skal kontrolleres at passagererne ikke medbringer farlig eller ulovlig bagage. Det er imidlertid ikke så nemt at udsende og detektere terahertz stråling. Det er specielt svært at lave Terahertz kilder, som er kraftige nok til at lave spektroskopi med, og som samtidigt er små nok til at kunne bygges ind i f.eks. håndholdte apparater. I dette projekt udvikles en ny type terahertz kilder, som er små nok til at kunne anvendes i f.eks. håndholdte terahertz skannere eller til at kunne monteres på en drone. Ved at erstatte de lasere som normalt bruges til at aktivere terahertz antennerne med et avanceret fotonisk integreret kredsløb kan hele designet laves mindre. Derudover kombineres mange antenner med små individuelle mikrostrukturerede linser til en kraftigere terahertz emitter.
Projekttitel: Crystallization Process Intensification for Pharmaceutical Production (ProPharm)
Bevillingsmodtager: Gürkan Sin
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 6.403.445
Projektbeskrivelse: ProPharm projektet er et nyt initiativ, som skal fremskynde samt optimere procesudviklingen af farmaceutisk krystallisering gennem forskning i nøgleteknologier, som indbefatter procesintensivering og systemudvikling. Projektet vil fremme analytisk modellering og strategier for eksperimentel validering af farmaceutisk produktion, hvor målet er hurtigere at kunne generere, afprøve og vurdere in silico procesdesign, optimering og kontrolstudier. I samarbejde med to danske medicinalvirksomheder, vil avanceret afprøvning og modellering blive anvendt til at optimere krystallisering i industrien hvilket er en vigtig proces i farmaceutisk produktion. Projektet vil medføre en væsentlig forbedring af innovativt design og effektiviteten i procesudvikling ved at korte tiden ned for en vellykket opskalering. Dette vil yderligere reducere ”trial and error” samt de tilknyttede omkostninger og ressourcer.
Projekttitel: Genome editing for disease resistance in cereals
Bevillingsmodtager: Hans Thordal-Christensen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.471.864 kr.
Projektbeskrivelse: Meldug- og gulrust-svampene er alvorlige skadevoldere i korn, og selvom forædlerne krydser nye resistensgener ind i sorterne, formår svampene på få år generelt at overkomme resistensen, og sygdommene spredes igen. Vi har nu adgang til moderne metoder, der kan lave præcise ændringer i planternes DNA, såkaldt ”genom-editering”, og i projektet vil vi udnytte vores viden om de molekylære detaljer i sygdomsudviklingen til at forudsige hvilke genomændringer, der kan foretages for at opnå resistens. Vi har allerede nu forslag til én type af sådanne præcise ændringer, som vi vil afprøve. Her vil vi vha. en meget lille ændring flytte et svampehæmmende protein fra cellernes overflade til deres indre. Inde i plantecellen sidder vigtige svampestrukturer, og ved at flytte det svampehæmmende protein derind forventer vi en bedre resistens. Andre forslag baseres på, at patogener overfører effektorer til plantecellerne, hvor de binder til centrale proteiner i sygdomsforsvaret, som herved slukkes. Vi har tidligere identificeret essentielle effektorer fra disse svampe og fundet de planteproteiner, de binder til. I projektet vil vi nærstudere disse bindinger, dels for at forstå hvordan det påvirker forsvaret, dels for at kunne ændre planteproteinerne og gøre dem ikke-sensitive for effektorerne. Derved vil vi undgå, at forsvaret slukkes. Vi vil efterfølgende forsøge at lave sådanne ændringer vha. genom-editering i byg og hvede, mhp. at opnå sygdomsresistens.
Projekttitel: MODELLING THE MULTI-PHYSICS IN RESIN INJECTION PULTRUSION (RIP) OF COMPLEX INDUSTRIAL PROFILES
Bevillingsmodtager: Jesper Henri Hattel
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 4.872.837 kr.
Projektbeskrivelse: Nærværende projekt drejer sig om at udvikle nye numeriske modeller til analyse af resin-injicerings-pultrudering (RIP) af komplekse, industrielle kompositprofiler med forskellige typer af fiberkonfigurationer. RIP er en meget effektiv proces til fremstilling af profiler i kompositmaterialer. Processen bruges mere og mere industrielt, og den er nu udviklet til et niveau, hvor en dybere forståelse af de bagvedliggende fysiske fænomener er nødvendig for at tage den til det næste trin. Der tænkes her på vædning af fibre, transport af resin, trykopbygning, termiske forhold, hærdning samt termomekaniske forhold og friktion og deres indflydelse på residualspændinger og -deformationer. Der vil derfor i projektet blive udviklet både flowmodeller og termo-kemiske-mekaniske modeller for RIP processen, og disse vil blive implementeret i det kommercielle software program ANSYS, som har relevante moduler for flow, temperaturer og faststofmekaniske forhold. De udviklede modeller vil efterfølgende blive koblet inde i ANSYS, således at der kan analyseres og efterfølgende optimeres en virkelig pultruderingsproces hos den industrielle partner, Fiberline.
Projekttitel: Vibrations for Estimating Bolted Joint Integrity (VEBJI)
Bevillingsmodtager: Jon Juel Thomsen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 4.887.473 kr.
Projektbeskrivelse: I et samarbejde mellem DTU Mekanik, Karlsruhe Institute of Technology og virksomheden Brüel & Kjær vil vi skabe mere viden om, hvorfor en veltilspændt bolt lyder anderledes end en løsere bolt, når man slår på den, og hvordan dette kan bruges til at kontrollere kritiske boltsamlinger hurtigere, billigere, nøjagtigere, og mindre fysisk krævende end med traditionelle momentnøgler. Mange tekniske installationer holdes sammen af lange rækker af tætmonterede bolte. I f.eks. vindmølle-tårne er det afgørende for sikkerheden, at alle bolte er korrekt tilspændte. Der bruges i dag mange ressourcer på regelmæssig tilspændingskontrol, evt. påkrævet for certificering. Ved store konstruktioner med kraftige bolte kan det for kontrollørerne være hårdt, langvarigt og ensformigt arbejde, evt. med tunge hydrauliske momentnøgler. I projektet udforsker vi et grundlæggende anderledes måleprincip: Med en transducer-instrumenteret hammer anslås hvert bolthoved let, hvorefter de inducerede vibrationer måles, direkte eller via den udsendte lyd; af vibrationssignalet udtrækkes herefter information om boltens tilspænding. At realisere dette på en måde som er praktisk, pålidelig, og nøjagtig kræver grundlæggende matematisk modellering og analyse af, hvordan tilspænding påvirker vibrationerne, og for hvordan denne påvirkning kan adskilles fra andre faktorer; især friktionsfænomener kan være en vigtig medspiller i de uforklarlige variationer vi i laboratoriet har observeret med denne metode.
Projekttitel: Unravelling ash-dieback resistance: insights from single-cell analysis of tolerant and susceptible ashes across evolutionary divergent clades
Bevillingsmodtager: Lene Rostgaard Nielsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.135.470 kr.
Projektbeskrivelse: Askeslægten Fraxinus består af ca. 50 træarter fra Asien, Europa og Nordamerika. Europæisk ask, F. excelsior er truet af en indført svamp, Hymenoscyphus fraxineus, som forårsager alvorlige skader. Dansk forskning har afsløret store forskelle i sygdomsmodtagelighed indenfor F. excelsior og mellem de asiatiske, europæiske og nordamerikanske askearter. Vores analyser peger på, at graden af modtagelighed over for patogenet kan bero på forskelle i cellevægsstrukturen hos værten. Forskellene i modtagelighed mellem arterne er knyttet til arternes indbyrdes slægtskab og kan forklares ud fra graden af co-evolution mellem svamp og vært. Dette projekt øger forståelsen af samspillet mellem svamp og vært og går et betydeligt skridt videre ved at udføre komparative analyser henover hele slægten på flere niveauer. Vi udforsker infektionsprocessen med flourescensmærket H. fraxinues i modtagelige og modstandsdygtige askearter (og kloner). Vi identificer molekylære forsvarsmekanismer over for svampen ved anvendelse af transkriptomanalyser på enkel-celle niveau, som giver et stærkere signal end traditionel transkriptionsanalyse. Genekspressionsstudierne sammenholdes med kemiske analyser af cellevæggens sammensætning i modstandsdygtige og modtagelige askearter og kloner. Projektet kan danne udgangspunkt for udvikling af genetiske eller kemiske markører til brug i avlsprogrammer og øge viden om værts/patogen-relationer i træer, hvor generationstiden for værten er mange gange længere end for svampen.
Projekttitel: Novel alternatives to antibiotics by mining human gut microbiome data
Bevillingsmodtager: Manimozhiyan Arumugam
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.476.698 kr.
Projektbeskrivelse: Antibiotika redder millioner af liv hvert år fra bakterielle infektioner. Men mange bakterier bliver resistente over for de typer af antibiotika, der anvendes i dag. For fortsat at kunne bekæmpe bakterielle infektioner, er vi nødt til vedvarende at udvikle nye typer af antibiotika, så vi kan udkonkurrere fremkomsten af antibiotikaresistens. Antibiotika påvirker også vores tarm-mikrobiota, som udgør de billioner af bakterier, der lever i vores tarm. Der er derfor behov for at udvikle nye typer antibiotika uden negative virkninger på mikrobiota. Vi har imidlertid ikke udviklet nye klasser af antibiotika de sidste 28 år. Mange af de bakterier, der lever naturligt i vores tarm, producerer antibakterielle stoffer, som beskytter os mod farlige sygdomsfremkaldende bakterier som Clostridium difficile, som det ses ved fuldstændig eliminering af bakterien efter fecal transplantation fra raske donorer. Tarmens mikrobiota er således en værdifuld ressource til at opdage hidtil ukendte klasser af antibiotika. I denne undersøgelse foreslås en datastyret bioinformatisk tilgang til at opdage hidtil ukendte alternativer til antibiotika, som ikke vil skade tarmens mikrobiota. Resultaterne af denne undersøgelse vil have stor indvirkning på udviklingshastigheden af nye antibiotika og frembringelse nye klasser af antibiotika.
Projekttitel: New concepts for efficient immobilization of enzymes in inorganic membrane reactors
Bevillingsmodtager: Manuel Pinelo
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.921.586 kr.
Projektbeskrivelse: Markedet for industrielle produkter fremstillet vha. enzymer udgør på verdensplan 5.1 mia. dollars/år, og den årlige vækstrate er 6 %. Produktionsprocessernes høje omkostninger skyldes især enzymernes høje pris, hvilket i sidste ende også påvirker produktets pris. Det er muligt at øge enzymers aktivitet eller forlænge deres levetid ved at ”beskytte” dem inden i et bæremateriale i form af en membran. Immobilisering af enzymer muliggør forbedret produktivitet pr. enzym, idet systemet fordrer at enzymet genbruges mange gange. På trods af disse fordele benyttes immobiliserede enzymer dog kun i mindre end 10 % af industrielle processer, hvilket skyldes, at de membraner, som bruges i dag, er polymere, som med tiden mister deres egenskaber og dermed må udskiftes ofte. Membranens begrænsede tykkelse betyder endvidere, at kun en lille mængde enzymer kan immobiliseres. Uorganiske membraner kan modsat membraner fremstillet ud fra polymere anvendes ubegrænset, da deres egenskaber ikke ændres med tiden. DTU Energy vil indgå et samarbejde med The Swiss Federal Laboratories for Materials Science omkring udvælgelsen af uorganiske materialer og fremstillingsmetoder på en sådan måde, at der for første gang tages højde for enzymets behov. Efter fremstilling af membranerne vil den bedste enzymimmobiliseringsteknik blive optimeret af DTU ChemEng og Iowa State University, der er én af Verdens førende inden for teknikker i immobilisering af multienzym-systemer.
Projekttitel: Time-predictable Control Systems (PREDICT)
Bevillingsmodtager: Martin Schöberl
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.170.177 kr.
Projektbeskrivelse: Vi har i dag førerløse Metro-tog, biler som kører uden en fører og robotter, som selv agerer på bagrund af, hvad de ser, og denne udvikling vil fortsætte. Autonome systemer skal reagere på ydre hændelser, og der stilles ofte krav til systemernes reaktionstid – krav som skal opfyldes af det software og de computere og datanet, der realiserer systemernes ”intelligens”. De fleste eksisterende systemer opbygges vha. standard computere, men disse er optimeret mht. hastighed og desværre på bekostning af de svartider, der kan garanteres. Endvidere er de svære at analysere, og resultaterne ofte unødigt pessimistiske. Projektet fokuserer på disse to problemer: (i) computere som er optimeret med henblik på at kunne garantere svartider, og (ii) udvikling og brug af teknologi- og leverandøruafhængige softwareinterfaces. Projektet etablerer et nyt samarbejde mellem DTU Compute og Drone Research Laboratory på AAU, og netop det, at de to problemer adresseres i sammenhæng, er helt centralt for projektets potentiale. Et demonstrationseksempel bestående af en drone, vil bidrage til at sikre et fælles fokus.
Projekttitel: Antimicrobials designed to dismantle antibiotic resistant biofilms
Bevillingsmodtager: Michael Christian Givskov
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.000.480 kr.
Projektbeskrivelse: Højt udviklede samfund gennemgår demografiske ændringer, der påvirker borgeres følsomhed over for sygdomsfremkaldende bakterier. Stigningen i antallet af ældre, hospitalsindlagte borgere har udløst et stigende antal sundhedspleje-relaterede, kroniske infektioner. De nuværende behandlingsstrategier er baseret på antibiotika, der blev udviklet for et halvt århundrede siden, primært til behandling af akutte infektioner. Vores sortiment af antibiotika har ikke længere den ønskede effekt, da nutidens infektioner generelt er mere kroniske. Bakterier i kroniske infektioner danner biofilm, der modstår de fleste antibiotika. Det foreslåede forskningsprojekt vil bane vej for udvikling af en fundamentalt ny type antimikrobiel behandling. Strategien er baseret på et signalmolekyle, c-di-GMP, som kun findes i bakterier, men som samtidig styrer essentielle facetter af biofilm biologi. Højt internt niveau af c-di-GMP fremmer biofilm-dannelse, mens et lavt c-di-GMP-niveau medfører opløsning af biofilm. I dette projekt vil vi udvikle biologiske testsystemer og assays, som kan bruges til ”high-throughput screening” af strukturelt diverse stofbiblioteker af kemiske forbindelser. Således vil vi identificere molekyler, der kan sænke c-di-GMP-niveauet i sygdomsfremkaldende bakterier og opløse infektiøse biofilm. Forskningen vil dermed skabe basis for tidlig lægemiddeludvikling, som forhåbentligt vil revolutionere behandlingen af patienter med kroniske infektioner.
Projekttitel: Clever plant roots design their associated microbiome to prevent disease. What are the mechanisms behind?
Bevillingsmodtager: Mogens Nicolaisen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 6.328.080 kr.
Projektbeskrivelse: Plantesygdomme studeres traditionelt som et samspil mellem værtsplanten, patogenet og miljøet. Denne tilgang ser helt bort fra effekten på sygdomsudviklingen af den enorme mikrobielle diversitet, som findes i og omkring planten (mikrobiomet). Planterødder udskiller signalstoffer, som påvirker rod-mikrobiomet. Vores hypotese er, at planten udskiller disse stoffer for at 'designe' den mikrobielle diversitet, som dermed bliver bedre i stand til blandt andet at modstå sygdomme. Vi vil bruge avancerede metabarcoding og metabolomics teknologier for at belyse samspillet mellem Arabidopsis rodexudater, microbiomet i og omkring rødderne, og rodpatogenet Pythium irregulare. Vi vil kombinere de enorme data, vi genererer og identificere exudater/ mikroorganismer, der er vigtige for sygdomsmodstand og undersøge effekten af disse nærmere. Den opnåede viden vil være et vigtigt skridt i retning af fremtidens målrettede design af mikrobiomer, som har sundhedsfremmende effekter på rødder. Ved at optimere planterøddernes mikrobiom vil man på sigt opnå planter, som klarer sig bedre og forhåbentligt med et mindre forbrug af hjælpestoffer.
Projekttitel: Nano Ionic Conducting Engineered materials for information application (NICE)
Bevillingsmodtager: Nini Pryds
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.801.760 kr.
Projektbeskrivelse: Alle elektriske kredsløb er sammensat af blot tre fundamentale kredsløbselementer – modstanden, kondensatoren og spolen. I 1971 blev det imidlertid forudsag,t at der kunne findes et fjerde element: memristoren, en elektrisk modstand med en form for hukommelse, idet den i modsætning til de andre kredsløbselementer kan huske sin tilstand, når strømmen slukkes. Først i 2008 lykkedes det at konstruere de første memristorer i praksis, men der er stadige store forståelsesmæssige udfordringer mht. deres virkemåde. En memristor består af et tyndt oxidlag på få nanometer, placeret mellem to metalelektroder. Når der løber en strøm igennem memristoren, vil de vakancer (’huller’) i oxidets atomgitter, hvor der skulle have siddet et iltatom, blive omrokeret, hvilket ændrer den elektriske modstand. Derved kommer modstanden til at afhænge af, hvor meget strøm der er løbet gennem komponenten. Det er ikke i dag muligt at styre fordelingen af iltvakancer i oxidlaget tilstrækkeligt nøjagtigt. Dette projekt vil derfor fokusere på en række videnskabelige spørgsmål, der skal besvares, for at man kan implementere memristoren i nye komponenter. Vi foreslår en ny rute til at forstå og styre den nøjagtige position af iltvakancerne ved en kombination af eksperimentelle undersøgelser og modellering på atomar skala. Projektgruppen består af internationalt førende forskningsinstitutioner fra Danmark (DTU Energi), Tyskland (Max Planck-instituttet) og Schweiz (ETH Zürich).
Projekttitel: Greening of drylands: Towards understanding ecosystem functioning changes, drivers and impacts on livelihoods
Bevillingsmodtager: Rasmus Fensholt
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.121.659 kr.
Projektbeskrivelse: Nylig forskning baseret på tidsserier af satellitbilleder viser, at jordens tørre områder (”drylands”) globalt set er blevet mere frugtbare over de sidste 30 år. Sådanne tidsserier måler udbredelsen og mængden af vegetation udtrykt som ”grønheden” af pixels (en proxy for vegetations produktivitet). Dette står i skarp kontrast til den aktuelle klimadiskurs, hvor ørkenspredning generelt fremstilles som et stigende problem. Den øgede frugtbarhed er i udgangspunktet gode nyheder for den tredjedel af jordens befolkning, som bebor de tørre områder. Imidlertid mangler der forskning i redskaber, der mere præcist kan oversætte grønhed til information af relevans for folks levevilkår; og uden et forbedret kendskab til ændringer i græsningspotentiale (til kvæg), træressourcer (til brænde og bebyggelse) samt vegetationsbiodiversitet er det uklart, hvad de observerede ændringer konkret betyder for den lokale befolkning. Ligeledes er det vanskeligt at udvikle og implementere tilpasningsstrategier til klimaforandringer uden en forståelse af årsagerne til disse ændringer. Dette projekt søger, med udgangspunkt i et eksisterende forskningsprogram i Sahel-området syd for Sahara, vha. en kombination af forbedrede satellitbilledanalyser, udvikling af økosystemmodellering samt omfattende brug af feltobservationer at opnå denne viden om nuværende og fremtidige vegetationsressourcer i drylands.
Projekttitel: Parasites and plants - exploring the anti-parasitic activity of a bioactive livestock forage
Bevillingsmodtager: Stig Milan Thamsborg
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.826.568 kr.
Projektbeskrivelse: Infektioner med parasitter i mavetarmkanalen udgør en hindring for bæredygtigheden i produktion af mælk og kød fra vores husdyr. Resistens overfor de relativt få midler mod parasitter, primært ormemidler, der anvendes til forebyggelse og kontrol, er udbredt i store dele af verden, inklusive Danmark. Et attraktivt alternativ kan være anvendelse af naturlige, bioaktive afgrøder med anti-parasitær effekt. I dette projekt vil vi udnytte, at vores hidtidige forskning har påvist markant antiparasitær effekt af fodring med cikorie (Cichorium intybus) overfor de tabsvoldende løbeorm hos kvæg. Vi vil nu 1) undersøge om cikorie også har effekt overfor encellede parasitter (protozoer), 2) identificere de aktive stoffer mod orm og 3) forsøge at forstå deres virkningsmekanisme. Vi har derfor samlet et bredt team af parasitologer, husdyrbrugsforskere, dyrlæger og kemikere fra danske og internationale universiteter og desuden tilknyttet en kommerciel partner, der kan levere råprodukter fra cikorie. Vi forventer, at projektet vil tilvejebringe originale og banebrydende resultater omkring indhold og virkning af bioaktive stoffer i foderafgrøder. Dette vil kunne danne grundlag for en mere bæredygtig forebyggelse af parasitinfektioner i vores husdyr, eksempelvis ved avl af cikoriesorter med højere indhold af de bioaktive stoffer eller ved udvinding af anti-parasitære stoffer til brug i dyr. Disse tiltag vil kunne sikre flere og bedre fødevarer og øge produktiviteten i husdyrproduktionen.
Projekttitel: Immune evasion by Staphylococcus aureus
Bevillingsmodtager: Søren Skov
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.475.625 kr.
Projektbeskrivelse: Staphylococcus aureus (S. aureus) forårsager i stigende grad alvorlige infektionssygdomme. S. aureus udvikler i høj grad resistens overfor antibiotika, methicillin-resistente S. aureus (MRSA) stammer kan således udvikle yderligere resistens overfor ”last option” antibiotika som daptomycin. Når celler i vores krop bliver inficeret fremprovokeres immun-stimulerende molekyler på deres overflade. Vi har fundet, at S. aureus direkte inducerer udtryk af de vigtigste af disse immunstimulerende molekyler, kaldet NKG2D-ligander. Meget interessant viser vores studier endvidere, at S. aureus, der udvikler resistens overfor daptomycin, fuldstændigt mister evnen til at inducere NKG2D-ligander. Dette har særdeles interessante perspektiver. Terapeutisk vil det være muligt at genetablere immunstimuleringen gennem NKG2D-ligander, hvilket vil virke i synergi med antibiotisk behandling af S. aureus – en lignende terapeutisk induktion af NKG2D-ligand er anvendt med succes i kræftbehandling. Yderligere vil tab af evnen til at inducere NKG2D-ligander kunne bruges som et som et tidligt diagnostisk mål for S. aureus resistens udvikling. Vores projekt har til hensigt at undersøge, hvorledes S. aureus stimulerer NKG2D-ligander og klarlægge grundlaget bag tabet af NKG2D-ligand induktion efter daptomycin resistens udvikling. Vi vil ydermere anvende denne viden aktivt til at undersøge nye terapeutiske angrebspunkter og diagnostik mod S.aureus.
Projekttitel: Synthetic carbohydrates with broad targeting of avian C-type lectin receptors as a novel tool for sustainable control of pathogens with zoonotic potential (SYN-CARB)
Bevillingsmodtager: Tina Dalgaard
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 4.897.080 kr.
Projektbeskrivelse: Fjerkræ opdrættet under kommercielle vilkår er sårbare overfor en række virussygdomme, der giver direkte økonomiske tab for producenterne, samt skaber øget risiko for infektion med sekundære bakterielle patogener, der kræver antibiotika behandling. De fleste virusvacciner til høns består af levende hæmmet virus, som spredes til miljøet og her kan genvinde sin virulens. Desuden beskytter en virusstamme sjældent mod infektion med heterologe virusstammer. Gentagne vaccinationer med flere virus varianter er forsøgt, men metoden er arbejdskrævende og fordyrende. Der er behov for en ny generation af inaktiverede, sikre, effektive og let administrerbare vacciner, men optimale adjuvanser mangler. I dette projekt vil vi undersøge genetikken bag innate C-type lectin receptorer (CLR) med det formål at anvende CLR ligander (bionedbrydelige kulhydrater) som adjuvans til inaktiverede vacciner med bred beskyttelse opnået gennem mucosal administration af flere virus varianter samtidigt. I projektet vil vi anvende Infektiøs bronkitis virus (IBV) som model, og der vil blive udviklet en vaccine, der med de korrekt udvalgte CLR ligand-adjuvanser vil sikre et optimalt vaccinerespons. Udover at frembringe en bredt beskyttende IBV vaccine vil projektet bidrage med viden om en ny adjuvans gruppe og en samling af værdifulde metoder, der kan anvendes til bæredygtig kontrol af sygdom forårsaget af andre zoonotiske patogener i fjerkræproduktionen.
Projekttitel: GIANT-E: Highly defective oxides – the next generation of electromechanical materials
Bevillingsmodtager: Vincenzo Esposito
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 6.291.360 kr.
Projektbeskrivelse: Materialer, der ændrer volumen, når de udsættes for et elektrisk felt, har vigtige anvendelser som aktuatorer i mange forskellige sammenhænge, f.eks. som kunstige muskler. I dag indeholder de mest udbredte materialer bly, hvilket er miljø- og sundhedsmæssigt problematisk. For nylig er en helt ny klasse af elektromekanisk aktive materialer imidlertid blevet opdaget: Ceriumoxider med et højt indhold af oxygendefekter, dvs. ’huller’ i krystalstrukturen, hvor oxygenatomerne skulle have siddet. Sådanne materialer indeholder ingen giftige stoffer og har en meget stor elektromekanisk respons, selv i moderate felter. Forklaringen på fænomenet er stadig uafklaret, men hænger tilsyneladende sammen med den lokale koncentration af oxygendefekter. Indtil nu er effekten kun blevet observeret i tyndfilm på under 1 mikrometer med meget specifik mikrostruktur. Hvis man skal kunne bruge materialerne som erstatning for de blyholdige aktuatormaterialer, der bruges i dag, er det nødvendigt at bevare de gode egenskaber også i tykfilm og som større komponenter. Der er to mål med GIANT-E-projektet: 1) at forstå den fundamentale sammenhæng mellem filmtykkelse og elektromekaniske egenskaber; 2) at finde en måde at stabilisere de elektromekaniske egenskaber i større komponenter ved at kontrollere mikrostrukturen og oxygendefekterne. Resultaterne vil danne basis for helt nye anvendelser af aktuatorer. Konceptet vil blive afprøvet til biomedicinske anvendelser i samarbejde med den danske virksomhed NOLIAC.
Projekttitel: Discovering fecal microRNA expression profiles as biomarkers of gastro-intestinal cancer in dogs and cats
Bevillingsmodtager: Annemarie Thuri Kristensen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 6.302.880 kr.
Projektbeskrivelse: Kræft er den hyppigste sygdomsrelaterede dødsårsag hos hunde og katte både nationalt og internationalt. Specifikt er mave-tarm kræft et alvorligt problem, som udgør hhv. 8 % og 14 % af alle kræfttilfælde hos hunde og katte. Da dyrene viser symptomer, som kan skyldes andre mavetarmproblemer, så bliver kræften næsten altid fundet meget sent i sygdomsforløbet. Diagnosen stilles ved, at der under fuld narkose udtages små vævsprøver, som sendes af sted til vævsanalyse. Det ville være bedre for dyrene, hvis man kunne udvikle en non-invasiv diagnostisk metode, som stadig kunne skelne mellem kræft og andre mavetarm sygdomme. Vi har for nylig vist, at en særlig slags genetiske molekyler, microRNA, i blodet kan skelne mellem raske hunde og hunde med kræft. Formålet med projektet er derfor at identificere specifikke microRNA i afføringsprøver, som kan anvendes som markører for, om en hund eller kat har mavetarmkræft. Afføringsprøver fra hunde og katte med mavetarmkræft, mavetarmbetændelse samt raske hunde og katte vil blive undersøgt for, om de har microRNA, som er unikke for kræft, og derved kan anvendes i diagnostisk øjemed. Endvidere vil vi følge katte med tarmlymfekræft over tid for at undersøge om disse nyfundne microRNA kan forudsige sygdomsstatus, overlevelsestid og sygdomsforløb.
