For at fremme kvaliteten og udvikle samarbejdet i dansk forskning uddeler Det Frie Forskningsråd DFF-Forskningsprojekter til en eller flere forskere, der ønsker at undersøge vigtige videnskabelige spørgsmål, som udspringer af forskernes egne idéer. Et DFF-Forskningsprojekt er kendetegnet ved en klar og afgrænset problemformulering, hvor forskningsaktiviteterne er af høj international kvalitet. Forskerne har søgt om at få finansieret deres idé ud fra Det Frie Forskningsråds Opslag E2016 og F2017.
Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers har i alt modtaget og behandlet 397 ansøgninger om støtte til DFF-Forskningsprojekt 1 og 2. Det samlede ansøgte beløb til ansøgningsfristen i oktober 2016 var på ca. 1,35 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.
Forskningsprojekt 1
Projekttitel: FLIM-FRET IMAGING OF SYNAPTIC AMPA RECEPTORS: NEW PRINCIPLE FOR ELUCIDATION OF SUBTYPE-SPECIFIC CONTRIBUTIONS TO LTP
Bevillingsmodtager: Anders Skov Kristensen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 1.842.242 kr.
Projektbeskrivelse: Den menneskelige hjerne indeholder milliarder af nerveceller, som danner netværk med hinanden via anslået en million milliarder såkaldte synaptiske forbindelser. I anslået 80 % af disse synapser kommunikerer nervecellerne vha. signalstoffet glutamat via en mekanisme kaldet kemisk neurotransmission, som foregår ved at en afsendercelle udskiller store mængder glutamat molekyler, som binder sig til såkaldte glutamat receptor proteiner på overfladen af modtagerceller. Disse receptorer åbner herefter en såkaldt ion kanaler, som tillader en strøm af elektrisk ladede ioner at flyde ind i modtagercellen. Herved er det ”kemiske” glutamat signal fra afsendercellen transmitteret til modtagercellen i form af et ”elektrisk” signal. Hvert signal er lynhurtigt (tager få millisekunder), hvilket er basis for hjernens evne til at hurtigt at opfatte, tænke og reagere på sanseindtryk. Udover denne funktion menes langvarige ændringer i styrken af glutamat signalerne i synapse netværk at være den biologiske mekanisme, hvorved hjernen kan lagre information (hukommelse). Det betegnes ”synaptisk plasticitet”, og pga. vigtigheden af hukommelse er der i hjernevidenskaben intens fokus på at udforske og forstå denne mekanisme, som menes at involvere ændringer i antal af synaptiske glutamat receptorer. Projektet benytter en ny metode til at identificere og måle synapse indhold af disse receptorer, så deres rolle i synaptisk plasticitet kan forstås.
Projekttitel: The cryptic sulfur cycle of marine sediments
Bevillingsmodtager: Bo Barker Jørgensen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.536.246 kr.
Projektbeskrivelse: Havbunden er jordens største anaerobe bioreaktor, hvor organisk materiale produceret i oceanet bliver mineraliseret til CO2 og uorganiske næringssalte, som derefter vender tilbage til havets stofkredsløb. Mikroorganismers respiration med sulfat til sulfid er den kvantitativt vigtigste proces ved den anaerobe nedbrydning af organisk stof, men der er en uoverensstemmelse mellem nettoforbruget af sulfat og den hastighed, hvormed sulfat respireres. Det er projektets hypotese, at forklaringen ligger i et kryptisk svovlkredsløb, hvor en del af den dannede sulfid oxideres tilbage til sulfat ved reaktion med havbundens jernmineraler. Denne hypotese testes igennem et helt nyt design af eksperimenter, hvor radioaktive (35S) og stabile (33S, 34S, 18O) isotoper anvendes til at spore og måle samtidige processer af sulfatreduktion og sulfidoxidation. Ved at bremse omsætningen af enkelte trin i sulfidoxidationen ophobes det tilsatte sporstof i disse svovlforbindelser, hvorved deres betydning som mellemprodukter ved sulfidoxidationen kan beregnes. Den komplekse konkurrence mellem sulfat-respiration, jern-respiration og sulfidoxidation med jern differentieres ligeledes igennem disse eksperimenter. Projektets overordnede mål er således at kortlægge kompleksiteten bag velkendte netto-reaktioner i havbundens jern- og svovlgeokemi.
Projekttitel: Mechanisms of a unique proteinase inhibitor
Bevillingsmodtager: Claus Oxvig
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.586.614 kr.
Projektbeskrivelse: Signalet til en celle om at dele sig foregår ofte ved, at en receptor på dens overflade binder en såkaldt vækstfaktor. Vi har for nylig beskrevet, hvordan et hidtil overset netværk af proteiner uden for cellen bidrager til regulering af vækst i alle hvirveldyr: Et protein binder vækstfaktoren og forhindrer derved denne i at stimulere receptoren. Et andet protein – en protease – frisætter vækstfaktoren ved at kløve det bindende protein. Et tredje protein, som vi for nylig opdaget, binder til proteasen og forhindrer den i at kløve og frisætte. Vi har vist, at balancen imellem ”skub” og ”træk” uden for cellen ikke kun er kritisk for normal vækst, men også for vækst af celler i forbindelse med menneskers sygdom. Formålet med projektet er at belyse et nyt, fundamentalt princip for regulering af vækst. Samtidig skabes et solidt grundlag for udvikling af nye, mere målrettede former for behandling af f.eks. åreforkalkning og cancer. Vi planlægger at nå målet via biokemisk analyse af udvalgte komponenter.
Projekttitel: Singing like a jet-engine: Neuromechanical control of ultrasonic song in mice
Bevillingsmodtager: Coen P.H. Elemans
Institution: Syddansk Universitet
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: Do placozoans have a nervous system?
Bevillingsmodtager: Cornelis J.P. Grimmelikhuijzen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Da nogle encellede dyr (protozoer) i løbet af evolutionen udviklede sig til flercellede dyr (metazoer), skulle celle-til-celle-kommunikation etableres for at koordinere aktiviteterne af de forskellige celler i de ny-udviklede dyr. I højere dyr står nerve- og endokrine systemer for disse koordinationsopgaver, men hvordan var situationen i de tidlige dyr, og hvad var strukturen af deres signalmolekyler? Der findes i dag fire dyrestammer (phyla), som er tæt beslægtede med de første flercellede dyr, og som alle er havdyr: Cnidaria (nældedyr), Ctenophora (ribbegopler), Placozoa og Porifera (svampedyr). Cnidarier har et veludviklet nervesystem, mens man i de andre dyrestammer ikke klart har kunnet påvise nervesystemer. I vores forskningsprojekt vil vi fokusere på dyret Trichoplax adhaerens. Denne placozoe er et lille dyr med en diameter på 1 millimeter og en tykkelse på kun 2-3 cellelag. Det har ingen organer (hverken mund eller mave) og ligner en lille skive, som bevæger sig på havbunden og spiser alger. Genomet af T. adhaerens er for nyligt blevet sekvenseret og med hjælp af bioinformatiske metoder har man fundet neuropeptider, hvilket meget klart indikerer eksistensen af et nervesystem. I vores forskningsprojekt vil vi med bioinformatiske metoder påvise yderlige neuropeptider og med antistoffer imod disse peptider vil vi synliggøre nervesystemet. Vores resultater vil bidrage til en bedre forståelse af, hvordan de første nervesystemer i evolutionen så ud og fungerede.
Projekttitel: Role of membrane contact sites and calcium dynamics in cholesterol export from late endosomes
Bevillingsmodtager: Daniel Wüstner
Institution: Syddansk Universitet
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: Nuclear cluster formation and decay, and cold atomic systems in spatial dimensions between one and three.
Bevillingsmodtager: Dmitri Fedorov
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 509.760 kr.
Projektbeskrivelse: Få-legeme problemet handler om, hvordan systemer med få partikler (typisk to eller tre) opfører sig, når man anvender kvantemekanikkens love, som styrer dynamikken i den mikroskopiske verden. Det er uhyre vigtigt at have styr på få-legeme problemer, da det har betydning for de største systemer, såsom kernesyntesen i det tidlige Univers, stjerners udvikling samt for de allermindste systemer man kender fra eksempelvis atom-, kerne- og partikelfysik. Desuden er det en afgørende faktor i de fleste teorier for systemer med mange partikler, idet man typisk bygger disse teorier op via kendskabet til, hvordan små delsystemer opfører sig. Vi vil udvide den gængse viden om, hvordan ustabile systemer henfalder, når disse systemer kan beskrives som tre små klumper af partikler, og man har et præcist kendskab til begyndelsestilstanden, som henfalder. Et grundlæggende, men hidtil uløst problem er, hvordan denne begyndelsestilstand hvor partiklerne er tæt på hinanden, udvikler sig til en tilstand, hvor de er langt fra hinanden, som er den detektorerne registrerer. Via en syntese af de nyeste få-legeme metoder ønsker vi at skabe et nyt redskab, der kan forudsige denne udvikling i en klasse af systemer, som har afgørende betydning for eksempelvis stjerners udvikling. Desuden vil projektet undersøge, hvordan tre- partikel systemer påvirkes, når man klemmer dem sammen, så de går fra at kunne bevæge sig i tre dimensioner ned til to eller kun én dimension.
Projekttitel: Nano-scale restructuring of confined block copolymers investigated using in-situ time resolved GISAXS
Bevillingsmodtager: Dorthe Posselt
Institution: Roskilde Universitet
Bevilget beløb: 2.591.375 kr.
Projektbeskrivelse: En ABC stjerne-blokcopolymer består af tre forskellige polymerer, A, B og C, der er bundet sammen i et stjerneformet molekyle med tre ’arme’. I sådanne ABC stjernemolekyler kan velordnede strukturer opstå, hvor A, B og C polymerer samler sig i hver sit område med forbindelsespunkterne i stjernen lokaliseret på en linje. Resultatet er struktur på en ~ 10 nm længdeskala, hvor mange forskellige eksotiske tredimensionelle mønstre kan opstå. Tynde film af sådanne ordnede blok copolymerer har mange anvendelsesmuligheder i nanoteknologi. Men der er ofte mange defekter i en film umiddelbart efter fremstilling. Hvis et organisk opløsningsmiddel på dampform trænger ind i filmen, fungerer opløsningsmidlet som ’smøremiddel’: Den ufavorable vekselvirkning mellem A, B og C polymerer afskærmes og polymererne bliver mere mobile. Der finder således en omlejring sted i filmen, der resulterer i en langt mere velordnet struktur, og der er mulighed for en kontrolleret manipulation af den tredimentionelle struktur. I projektet studeres denne strukturelle omorganisering in-situ med avancerede røntgen spredningsteknikker, der kan give et ~ 1 sekunds ’snapshot’ af strukturen i filmene undervejs i hele processen, hvor filmen først kvældes med opløsningsmiddel og efterfølgende tørres, eventuelt kombineret med opvarmning.
Projekttitel: How sphingomyelin regulates structure and dynamics of membrane proteins
Bevillingsmodtager: Elena Papaleo
Institution: Kræftens Bekæmpelse
Bevilget beløb: 1.760.000 kr.
Projektbeskrivelse: Indenfor naturvidenskabelige kredse overses lipiders rolle i cellulære funktioner. Cellers membransammensætning er meget heterogen, og der er overbevisende dokumentation for, at sphingomyelin (SM) og andre “bulk”-lipider spiller en vigtig rolle i definering af organel identitet -og funktion. Lipider modulerer struktur, dynamik og begrænser mobiliteten af membranproteiner. Korrekt SM organisation er nødvendig for udveksling af membranproteiner såsom transferrin receptorer eller det autofagi-relaterede protein Atg9A. De molekylære mekanismer, som muligører SMs interaktion med membranproteiner, samt SMs rolle i reguleringen af proteinmobilitet -og funktion, er stadig ikke fuldt ud forstået. Her kombinerer vi vores bioinformatiske ekspertise inden for linær motiv forudsigelse, atomare simuleringer, avanceret cellebiologi, biokemi og proteomics til at beskrive sådanne interaktioner i molekylære detaljer også i forhold til de subtile effekter, som forskellige SM underarter (dvs. forskellige lipidkæde sammensætninger) kan have i modulering af proteinfunktioner.
Projekttitel: Towards a structural model of the synaptic membrane – lipids and the serotonin transporter
Bevillingsmodtager: Hanne Birgit Schiøtt
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.587.862 kr.
Projektbeskrivelse: Kemisk neurotransmission er en yderst kompleks proces. I det foreslåede projekt vil vi opstille avancerede computermodeller, som kan kaste lys på flere detaljer i signalleringen. Vores første mål er at opstille en fysiologisk realistisk molekylær model af synapsens cellemembran med en kompleks blanding af lipider og undersøge hvordan lipiderne organiserer sig. Man ved, at nogle af de vigtige proteiner, der er involveret i neurotransmission, er påvirket af hvilke lipider, der er i cellemembranen. Denne ændrer sig bl.a. med alder og kan dermed være en årsag til forskellige neurologiske og psykiske aldersrelaterede sygdomme. Det næste trin i projektet vil derfor være at undersøge, hvordan nogle udvalgte vigtige proteiner organiserer sig i cellemembranen med såkaldte coarse-grain simuleringer. Slutteligt vil vi udvælge nogle af proteinerne med deres "lipid-korona" og undersøge de konformationelle (og dermed funktionelle) egenskaber, der bestemmer fysiologien med atomistiske simuleringer. Projektet involverer tæt samarbejde med internationalt førende forskningsgrupper. Resultaterne fra projektet kan potentielt være med til at åbne en helt ny metode til adressering af neurologiske sygdomme og dysfunktioner. Man kan forestille sig, at egentlige lipid-bindingssite på interface mellem protein og lipid-laget kan være drug-target sites og dermed være grundlaget for et paradigmeskifte inden for design af lægemidler til behandling af neurologiske og psykiatriske sygdomme.
Projekttitel: Quantile regression for longitudinal functional data
Bevillingsmodtager: Helle Sørensen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.177.699 kr.
Projektbeskrivelse: Longitudinale funktionelle data består af kurver (funktioner), som er målt gentagne gange for adskillige individer. Projektet handler om at beskrive og estimere, hvordan sådanne funktionelle prædiktorer påvirker en kontinuert responsvariabel, der er målt til de samme tidspunkter. Som illustration vil vi analysere data fra søer, der giver die til deres smågrise og undersøge, hvordan kurver over temperatur og luftfugtighed påvirker indtaget af føde hos søerne. Der findes en veletableret modelramme for at beskrive sammenhængen mellem den gennemsnitlige værdi af en målt responsvariabel og funktionelle prædiktorer. Vi ønsker at udvikle en mere fleksibel klasse af modeller, hvor vi modellerer sammenhængen mellem fraktiler i fordelingen af responsvariablen, samtidig med at der tages højde for afhængigheden mellem observationer på samme individ. Modeller både med og uden tidsafhængige effekter af funktionelle prædiktorer vil blive udviklet og undersøgt, herunder metoder til at foretage statistiske test for, om effekterne er konstante over tid. I det konkrete eksempel svarer dette til at afgøre, om søerne reagerer forskelligt på luftfugtighed eller temperatur hen over dieperioden.
Projekttitel: Cutting Corners in Oligosaccharide Synthesis – Let’s use LacNAc directly
Bevillingsmodtager: Henrik Helligsø Jensen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.576.379 kr.
Projektbeskrivelse: Naturen bruger sukkerstoffer til mange formål udover at være bærere af cellers brændstof, som vi kender fra den simple byggesten druesukker. I mere komplekse versioner findes sukkerstoffer ofte som antenner på overfladen af celler, hvor de vekselvirker med andre makromolekyler og herved er med til at videregive biologisk information. Andre komplicerede sukkerstoffer findes i human modermælk, hvor deres tilstedeværelse beviseligt er yderst sundhedsmæssigt gavnligt for alle diende spædbørn. Fælles for mange komplicerede sukkerstoffer er den høje forekomst af fragmentet LacNAc, der består af de to enheder Gal og GlcNAc. Syntetisk fremstilling af komplicerede sukkermolekyler til biologiske studier og potentielle medicinske anvendelser beror på effektive koblings-reaktioner, som i tilfældet med netop LacNAc og GlcNAc er særdeles vanskelig og langsommelig. Projektet har til formål at udnytte nylig opnået indsigt til at påsætte LacNAc-fragmenter på en direkte og derved langt mere effektiv måde uden at gå kemiske omveje, der sænker den overordnede effektivitet. Gængse metoder gør typisk brug af GlcNAc-afledede molekyler, der senere ofte skal have påsat Gal-delen og endvidere yderligere manipuleres til at frembringe den biologisk korrekte LacNAc-struktur. Målet med projektet er at etablere en ny og optimeret metode, der kan bruges til direkte at påsætte LacNAc-fragmentet uden omsvøb og fremstille gavnlige sukkerstoffer der kan tilsættes til modermælkserstatning.
Projekttitel: Fatal attraction - how pathogens lure males to infectious female cadavers
Bevillingsmodtager: Henrik Hjarvard De Fine Licht
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.517.120 kr.
Projektbeskrivelse: Hvordan nogle parasitter er i stand til at overtage og styre værtens adfærd har fascineret og forundret videnskaben i årevis, men vi ved stadig meget lidt om de bagvedliggende molekylære mekanismer og deres evolution. I projektet vil vi benytte et helt nyetableret laboratoriesystem, hvor stuefluer (Musca domestica) og bananfluer (Drosophila melanogaster) inficeres med flueskimmelsvampe (Entomophthora muscae). Udover at overtage de inficerede fluers adfærd og tvinge dem til at dø i en bestemt positur så højt oppe som muligt, så manipulerer flueskimmelsvampen også raske fluehanner til at komme og parre sig med dræbte fluelig, hvorved de dækkes af infektiøse svampesporer. Præliminære studier har vist, at disse infektiøse fluelig udskiller nogle unikke kemiske duftstoffer (feromoner), som ikke normalt findes hos fluerne, og vi vil i projektet bruge moderne kemiske analysemetoder til at undersøge den kemiske komposition og de specifikke overflademolekyler hos inficerede fluer. Kemiske og molekylære tidsserieanalyser i løbet af flueskimmelinfektioner vil belyse, hvornår disse stoffer bliver produceret, og om svampen kan gøre det på egen hånd eller manipulerer værtens synteseveje. En bedre forståelse af mekanismerne bag adfærdsmanipulation vil give uvurderlig ny indsigt i evolutionen og de molekylære faktorer af parasitters manipulerende strategier. Derudover kan forskningen potentielt åbne op for nye attract-and-kill biologisk bekæmpelsesmetoder.
Projekttitel: Enigmatic glacial landsystems: Deciphering ice-marginal processes of the Scandinavian Ice Sheet (EGSys)
Bevillingsmodtager: Jan A. Piotrowski
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 1.766.014 kr.
Projektbeskrivelse: Store dele af det europæiske lavland blev overskredet af den Skandinaviske Iskappe under den sidste istid, og da den nåede sin maksimale udbredelse for ca. 20.000 år siden, gik isranden gennem Jylland, det nordlige Tyskland og Polen. Den efterlod et spektrum af gletscheraflejringer og landskaber, som vi nu kan bruge til at rekonstruere, hvordan gletschere påvirker jordens overflade. I projektet vil vi undersøge tre forskellige landskabstyper, hvis dannelse er meget kontroversielle. De omfatter (1) aflange parallelle rygge, som menes at være dannet ved, at gletscheren glider over ukonsoliderede sedimenter; (2) tætliggende kurvede rygge i lavninger, som formentlig er dannet i forbindelse med smeltevandserosion og (3) områder med store ribbe-former magen til almindelige strømribber – men markant større, som formentlig er dannet i forbindelse med katastrofale smeltevandsstrømme. Tolkningen af disse landskabstyper er yderst kontroversielle og har indenfor den nærmeste tid ført til intense diskussioner. For at belyse dannelsen af disse landskaber vil vi undersøge deres geologiske opbygning, rumlige fordeling og sammenhæng med andre landskabstyper for at få en bede forståelse af aflejringsforholdene. Vi vil benytte state-of-the-art metoder, der inkluderer omfattende feltarbejde, samt analytiske og eksperimentelle forsøg, som skal belyse, hvordan og hvornår den Skandinaviske Iskappe dannede disse spektakulære landskaber, som nu er opholdssted for store dele af verdens befolkning.
Projekttitel: Quantum Geometry - Quantum Gravity
Bevillingsmodtager: Jan Ambjørn
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 1.971.275 kr.
Projektbeskrivelse: Einsteins almene relativitetsteori beskriver makrokosmos, kvantemekanik beskriver mikrokosmos. Rejser man tilbage i tiden, mødes de to verdener i Big Bang. Vi er derfor tvunget til at forene de to teorier til én teori, hvis vi skal gøre os håb om at forstå Big Bang og dermed universets oprindelse. Dette forskningsprojekt foreslår en sådan forening. Den bygger rum-tiden op af (4-dimensionale) "legoklodser", blot med den forskel, at de ikke er indlejret i en flad 4-dimensional rum-tid. Den tredimensionale analogi ville være, at vi ikke var bundet af, at vores legoklodser skulle kunne indlejres i vores almindelig 3-dimensionale rum, når vi satte dem sammen. Derfor ville vi kunne sætte dem sammen på mange flere måder. Med sådanne 4-dimensionale legoklodser kan man konstruere alle geometrier, der optræder i Einsteins teori approksimativt, og man kan da formulere en kvanteteori for geometrier ved at "summere" over all geometrier. Ved at give hver enkelt geometri en passende vægt i summen kan man på den måde kvantisere Einsteins almene relativitetsteori. Modellen kan simuleres på computer, og man kan på den måde studere universet umiddelbart efter Big Bang. Vi ønsker at forstå, hvad der sker netop ved Big Bang, når kvantefluktuationerne er lige så store som universet selv. Giver det så mening at tale om rum og tid ? Og hvad skete "før" Big Bang ? Det er spørgsmål vi prøver at besvare.
Projekttitel: The role of sex determination and sex ratios in the evolution of reproductive systems
Bevillingsmodtager: Jens Thorvald Høeg
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 396.720 kr.
Projektbeskrivelse: I projektet undersøges de mekanismer, som styrer udviklingen af kønnet hos en gruppe dyr, der i forvejen udviser en vifte af forskellige reproduktionsmetoder, og derfor er testorganismer for modeller inden for evolutionsbiologi. Hos rankefødder (Cirripedia) findes både rene hermafroditter, særkønnede arter samt endog den sjældne kombination af hanner og hermafroditter indenfor samme art. Denne variation ser man som resultat af de yderst varierende livsformer, som findes hos cirripedier og de diverse miljøer, hvori de findes. Ud fra en næsten stereotypisk ens larveudvikling udvikler cirripedier sig signifikant forskelligt, når larverne sætter sig fast og forvandler sig til voksne. Resultatet er livsformer, der spænder fra filtrerende rurer over diverse symbiotiske former til yderst avancerede parasitter. Fokus i dette projekt er at kombinere eksperimenter med larver og mikroskopiske teknikker for at klarlægge de faktorer, der bestemmer kønnet hos udvalgte arter samt at følge fordelingen af larvernes køn i kuld fra eksperimentaldyrene, og hvordan denne variation kan forstås i relation til dyrenes levevis og økologi.
Projekttitel: STATISTICS FOR POINT PROCESSES IN SPACE AND BEYOND
Bevillingsmodtager: Jesper Møller
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.535.840 kr.
Projektbeskrivelse: En rumlig punktproces er en matematisk model for en mængde af tilfældigt fordelte punkter i to eller højere dimensioner. For eksempel kan punkterne repræsentere positionerne af objekter som træer i en skov, sygdomstilfælde i et givent område, restauranter i en by eller galakser i universet. Modellen kan udvides til at inkludere yderligere information om såkaldte kovariater, f.eks. jordbundsforhold i tilfældet med træer, der påvirker forekomsten af objekterne. Endvidere kan objekterne karakteriseres vha. såkaldte tilfældige mærker såsom `type´ af objekt (f.eks. arter af træer), `størrelse´ af objekt (f.eks. diameteren af et træ ved brysthøjde) eller `retning´ af objekt (f.eks. retningen fra centeret af en hjernecelle til dens apex). Den matematiske teori for punktprocesser i to og højere dimensionale (Euklidske) rum er ganske veludviklet. Imidlertid udestår en videreudvikling af den matematiske teori for punktprocesser i mere komplekse sammenhænge. Målet med projektet er således at udvikle nye statistiske modeller og metoder til at analysere punktmønstre observeret på mere generelle rum – såsom lineære netværk (f.eks. vejsystemer eller nervecellers dendritnetværk) og kugleoverfladen (f.eks. globen) – samt at tage højde for kovariater, mærker og tilfældet, hvor punktmønsteret udvikles over tid. Udover de grundvidenskabelige problemstillinger relateret til disse udfordringer er projektet motiveret af anvendelser fra studier af neurovidenskab, regnskovsøkosystemer, sociologi og geografi.
Projekttitel: Online Algorithms and Cheminformatics Meet Concurrency
Bevillingsmodtager: Joan Faye Boyar
Institution: Syddansk Universitet
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
Institution: Syddansk Universitet
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: Clinical-Chemical Relationships and Recipes for γ-Secretase Modulators
Bevillingsmodtager: Kasper Planeta Kepp
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.499.907 kr.
Projektbeskrivelse: Der er ingen kur mod Alzheimers sygdom, og nuværende behandling forsinker kun sygdommen et par måneder. Da de mest lovende medicinkandidater har fejlet i kliniske tests, er der et stort behov for at forstå underliggende molekylære mekanismer, som grundlag for tidligere og mere specifik behandling. Gammasecretase er et stort proteinkompleks med fire proteiner, som producerer beta amyloid (Aβ) peptid, der spiller en central rolle i sygdommen. Næsten 200 mutationer i komplekset giver Alzheimers sygdom, men de molekylære årsager kendes ikke. Komplekset bruges aktivt i udviklingen af ny medicin, såkaldte gammasecretase-modulatorer. Vi vil skabe den første fulde atomare strukturmodel af hele proteinkomplekset ud fra vores model af en af de fire dele, presenilin 1, fra 2016, og fra eksperimentelle data for andre dele af proteinkomplekset. Vores model fra 2016 afslørede vigtige dele (loops), som styrer adgangen af medicin til proteinkomplekset. Derefter vil vi kombinere strukturmodeller af mutationer og vores kliniske database for sygdomsforløb af patienter med disse mutationer, som vi samlede i 2016 for at koble proteinkompleksets kemiske egenskaber direkte til sygdomsforløb og afgøre, hvordan mutationer i proteinkomplekset medfører Alzheimers sygdom. Til sidst bruger vi denne viden til at opdage, hvilke specifikke områder og egenskaber i proteinkomplekset, der skal angribes med nye målrettede gammasecretase-modulatorer.
Projekttitel: The essence of sex: structure-function relationships of small neural circuits
Bevillingsmodtager: Katrine Worsaae
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.577.515 kr.
Projektbeskrivelse: De mest essentielle livsfunktioner såsom bevægelse, fødeoptagelse og sex er alle styret af nervekredsløb. Afkodningen af centrale kredsløb, der regulerer bevægelse eller fødeoptagelse er stærkt fremadskridende, hvorimod forskningen i de mere komplekse seksuelt relaterede kredsløb volder problemer. Selv hos modeldyrene rundorm og bananflue er hundredvis af celler involveret i reguleringen af seksuel adfærd, hvilket har forhindret en detaljeret karakterisering. I modsætning hertil besidder den 0.05mm lange dværghan af havbørsteormen Dinophilus gyrociliatus kun 68 nerveceller – i alt! Den skal ikke søge eller optage føde igennem sit korte (tarmløse) liv, men kan fokusere på at finde og befrugte en hun, hvis hud den gennemborer med sin muskuløse penis. Denne simple, men stadig seksuelt reproducerende organisme, er derfor et ideelt udgangspunkt for at studere de seksuelle kredsløb. I projektet vil vi rekonstruere et 3D kort over alle dens nerver og deres forbindelser (et såkaldt konnektom) og hermed forsøge at karakterisere de forskellige celler og komponenter, der regulerer den seksuelle adfærd. Desuden vil vi kortlægge anvendelsen af specialiserede signalstoffer i nervesystemet hos den mikroskopiske dværhan og til sammenligning også hos fuldvoksne hanner af søsterarten D. taeniatus for bedre at kunne afkode deres funktionalitet. Med studiet håber vi på at kunne udpege og øge forståelsen af de mest essentielle neurale styreredskaber af seksuel adfærd.
Projekttitel: Attosecond transient absorption spectroscopy in molecules
Bevillingsmodtager: Lars Bojer Madsen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.590.779 kr.
Projektbeskrivelse: Hvordan bevæger elektroner og kerner sig inden i et molekyler? Det er spørgsmålet, som vil blive belyst i dette projekt. Projektet er teoretisk og bruger, at et molekyle optager og udsender lys på en måde, der er afhængig af, hvordan elektronerne og kernerne opfører sig. Projektet vil kombinere fysik-modellering med de mest præcise kvantekemi-beregninger. Øget indsigt i elektronernes tidsopløste bevægelse er af stor interesse i grundforskningen og har en række mulige fremtidige anvendelser.
Projekttitel: Lysogenic conversion in marine Vibrio bacteria: Bacteriophage-driven dissemination of virulence factors in environmental bacterial communities
Bevillingsmodtager: Mathias Middelboe
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.591.942 kr.
Projektbeskrivelse: Bakteriesamfund overalt på jorden er under konstant og massiv påvirkning fra angreb af virus, de såkaldte bakteriofager. I nogle tilfælde dræbes den inficerede bakteriecelle øjeblikkeligt, men i andre tilfælde indbygges det indtrængende DNA fra bakteriofagen i bakteriens genom (som en såkaldt profag), hvor det ligger som en latent infektion, der når som helst kan induceres og bryde ud og dræbe bakterien og derefter spredes til andre bakterier. Profagen er altså en slags parasit, der nyder godt af beskyttelsen inde i værtscellen. Samtidigt har det vist sig, at også bakterien kan have fordele ved at udnytte det genetiske materiale, som bakteriofagen tilfører ved infektionen. Blandt andet er vigtige patogene egenskaber hos sygdomsfremkaldende bakterier kodet af profagens gener, og bakterierne afhængige af bakteriofaginfektioner for at kunne fremkalde sygdom. Projektet vil undersøge profagers rolle for de virulente egenskaber hos Vibrio bakterier i havet, der forårsager sygdomme hos mennesker, fisk, skaldyr, koraller mm., og hvordan disse egenskaber udveksles mellem bakterier ved hjælp af bakteriofag-infektioner. Resultaterne af projektet vil øge vores forståelse af, hvordan vigtige sygdomme reguleres og spredes i marine bakteriesamfund.
Projekttitel: Oxidation: an evil, but also a necessity for functional extracellular matrix?
Bevillingsmodtager: Michael Jonathan Davies
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.576.828 kr.
Projektbeskrivelse: Oxidation plays a major role in the degradation of many biological molecules including many commercial and household materials (fats, oils, beer, wine, plastics, rubber, meat, medicines), and considerable effort has been expended in preventing these reactions. Recent data has however suggested that oxidation plays a major role in the generation of the extracellular matrix, the scaffolding that provides strength and form to most biological tissues. In this project we will examine when and how such beneficial oxidation occurs, with the aim of providing data on how matrix structures are assembled by processes involving oxidation, and how to control and reproduce this process. The project aims to determine whether these new materials generated by oxidation have beneficial functional properties with regard to encouraging cell adhesion, proliferation and function. These data obtained will underpin the development of new techniques for the enhanced repair of wounds and the growth of new tissues for bioengineering.
Projekttitel: The role of intranuclear protein quality control in DNA replication stress recovery
Bevillingsmodtager: Michael Lisby
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.579.863 kr.
Projektbeskrivelse: Cellens genom er særlig sårbart overfor DNA-skader i S fasen af cellecyklus, hvor DNA replikeres, fordi DNA skader kan føre til mutationer og andre ændringer på den genetiske kode. Sådanne ændringer i cellens arvemateriale kan føre til ændrede egenskaber, som i mennesket kan give sig til udtryk i form af cancer og andre genetiske sygdomme. Derfor har cellen udviklet mekanismer til at stoppe DNA replikation og cellecyklus progression, hvis DNA er skadet, hvilket giver cellen tid til at reparere DNA’et inden replikationen færdiggøres. Det er derfor vigtigt for cellens overlevelse, at DNA replikationen kan genoptages og cellecyklus genstartes, når cellen har repareret skaderne på DNA’et. Vi har opdaget en ny struktur i cellens kerne, INQ, som er vigtig for at slukke for de signaler, som hæmmer DNA replikation og cellecyklus progression under genotoksisk stress. Formålet med projektet er at undersøge de molekylær mekanismer, som ligger til grund for INQ’s funktion, samt at kortlægge konsekvenserne for cellens arvemateriale, når INQ er defekt. Projektets resultater vil endvidere kunne danne rammerne for en bredere forståelse af de mekanismer, som cellen benytter til at genetablere en normal tilstand i cellen efter andre former for stress.
Projekttitel: Methylation in European eel genomes: its role in adaptation and speciation
Bevillingsmodtager: Michael Møller Hansen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.572.164 kr.
Projektbeskrivelse: Evolutionsbiologiske studier af tilpasning har tidligere skelnet mellem genetisk baseret tilpasning og fænotypisk plasticitet. Nye opdagelser indenfor epigenetik har imidlertid udvisket grænserne og tyder endda på, at der findes nedarvet variation, som er epigenetisk og ikke kodes af DNA-sekvensen. Epigenetik betegner ændringer i DNA, som ikke ændrer den genetiske kode, men alligevel påvirker, hvordan gener udtrykkes. Methylering, hvor en methylgruppe bindes til cytosin (C) i DNA, er den bedst kendte mekanisme og kan analyseres ved at sekventere bisulfit-behandlet DNA. Den europæiske ål findes udbredt fra Island i nord til Marokko i syd, men ikke desto mindre er arten panmiktisk, dvs. alle ål gyder tilfældigt med hinanden i Sargassohavet. Det medfører, at genetisk baseret lokal tilpasning er umulig. Jeg vil analysere methylering i genomer af ålelarver fra Sargassohavet og glasål og voksne ål fra geografisk og miljømæssigt forskellige områder. Baseret på dette vil jeg teste en hypotese om, at manglende lokal tilpasning i ål kompenseres af tilpasningsmæssigt vigtig variation i methylering. Jeg vil også analysere methylering i genomer af europæiske og amerikanske ål og deres hybrider. Jeg vil teste hypoteser om, a) at miljøet har større betydning end den artsmæssige genomiske baggrund for methylering og b) at hybridisering fører til de-methylering og aktivering af skadelige transposons (selvisk DNA) i genomet, potentielt en vigtig faktor i reproduktiv isolation mellem arterne.
Projekttitel: A genomic selection scan in a hybrid zone of fire-bellied toads
Bevillingsmodtager: Morten Erik Allentoft
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.575.838 kr.
Projektbeskrivelse: En videnskabelig berømt hybridzone mellem Europæisk klokkefrø (Bombina Bombina) og gulbuget-klokkefrø (B. variegata) strækker sig over dele af Centraleuropa og tilbyder en fremragende mulighed for at få dyb genomisk indsigt i de selektionsprocesser, der opretholder biologiske grænser mellem arter. Ved at DNA-sekventere store dele af arvemassen af 100 hybrid-individer fra Ungarn vil vi bruge nye analysemetoder til at identificere de gener, der koder for farveforskelle og selekteres for i de to arter. Vi vil også også DNA-sekventere 100 "rene" (ikke-hybrid) individer fra Danmark og Ungarn. Det vil give os mulighed for at karakterisere forskelle i genomisk mangfoldighed og identificere forskelle i selektion mellem en lille og alvorligt truet bestand i den nordlige del af udbredelsen og en stor stabil bestand fra kernen af udbredelsesområdet.
Projekttitel: L-functions
Bevillingsmodtager: Morten Skarsholm Risager
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.172.962 kr.
Projektbeskrivelse: Uendelige summer som f.eks. 1+1/2^x+1/3^x+1/4^x+... eller 1-1/2^x+1/3^x-1/4^x+..., hvor x er et komplekst tal, spiller en fundamental rolle i talteorien. Vi har længe forstået mange af disse summers vigtige egenskaber, men de gemmer stadigt på nogle af deres dybeste hemmeligheder. Hemmeligheder der, hvis vi kendte dem, ville gøre, at vi f.eks fik ny information om primtallene, og hvordan de fordeler sig blandt de hele tal. Primtal spiller som bekendt en vigtig rolle i moderne datasikkerhed. Projektet handler om at forstå, hvordan værdier af uendelige familier af uendelige summer som de ovenfor beskrevne relaterer til hinanden. Kan man for eksempel sige noget om dele af familien ud fra information om resten af familien? Og i hvor høj grad "ændrer" familierne sig hvis man skifter fortegn på dele af familien? Vi har gode gæt på, hvad svarene på disse spørgsmål er. Projektet går ud på at afgøre og bevise, hvorvidt disse gæt er korrekte eller forkerte. Hvis de er korrekte, kan det bruges til bedre at forstå forskellige matematiske tælleproblemer.
Projekttitel: Dynamics of strongly interacting one-dimensional quantum systems
Bevillingsmodtager: Nikolaj Thomas Zinner
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.489.979 kr.
Projektbeskrivelse: Der kan ske mærkværdige ting, når pladsen er trang. Det gælder også i den mikroskopiske verden, hvor kvantemekanikken råder, at de fysiske effekter man observerer i høj grad stor afhænger af, hvordan man begrænser de fysiske partiklers bevægelse. Faktisk kan der opstå nogle helt enestående fysiske tilstande, som man ønsker at gøre gavn af i fremtidens kvanteteknologi. Et meget aktivt forskningsemne er således kvantemekaniske systemer, som begrænses til kun at bevæge sig i en plan eller langs en linje. Vi vil studere et skørt fænomen, som opstår, når partikler med spin tvinges til kun at bevæge sig i en dimension. I sådan et system kan man inducere en dynamik ved lave energier, hvor man har to slags bølger, en for spin-tæthed og en for partikel-tæthed. Det sære er, at de to bevæger sig med forskellige hastigheder, som om alle partiklerne har afgivet deres spin til ’kollektivet’, og det nu lever sit eget uafhængige liv. Det er helt modsat, hvad vi ser for en enkelt elektron, hvor spin sidder helt og aldeles fast til elektronen! Denne kollektive egenskab er yderst behændig i forskellige forslag til, hvordan man kan få meget effektiv udbredelse af information og energi systemer i en dimension, de såkaldte kvanteledere. I projektet, som udføres i samarbejde med førende forskere fra USA, vi vil se på stærkt vekselvirkende kolde atomer, og hvordan ovenstående effekt kan observeres i kommende eksperimenter, så vejen banes for udnyttelse i fremtidige kvanteteknologier.
Projekttitel: Darwin´s abominable mystery and the origin and evolution of the fig-wasp mutualism
Bevillingsmodtager: Nina Astrid Helene Rønsted
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.236.134 kr.
Projektbeskrivelse: Darwin beskrev den eksplosive evolution af blomsterplanter som "et afskyeligt mysterium", fordi søstergrupper af planter kan variere voldsomt i antallet af arter. Darwin søgte forgæves efter en enkelt årsag, men i dag regner vi med, at det ofte er en kombination af forhold, der pludselig muliggør, at en plantegruppe kan udvikle sig så eksplosivt. Figner udgør et ideelt system til at identificere kaskader af årsager til udvikling af mere end 800 arter. Det har været foreslået, at fignernes unikke bestøvningsbiologi med særlige figen-hvepse alene kunne være årsagen til fignernes succes. Men vores manglende kendskab til fignernes evolutionshistorie har indtil nu forhindret en test af, om der er sammenhæng mellem en forhøjet evolutionshastighed og bestøvningssystem eller andre særlige forhold som f.eks. udviklingen af kvælerfigner. I dette projekt ved Statens Naturhistoriske Museum anvendes sekvensering af genomer i stor skala for alle 800 arter til at afklare fignernes slægtskab og muliggøre statistisk test af, hvilke forhold eller kombinationer af forhold der har muliggjort fignernes succes. Resultaterne vil give nyt indblik i artsdannelsesprocesser i regnskoven og hvordan forskellige plantegrupper vil kunne tilpasse sig klimaforandringer.
Projekttitel: Nucleic acids with the double amount of information
Bevillingsmodtager: Poul Nielsen
Institution: Syddansk Universitet
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: Optimization of Assembly and Photoinduced Charge Transfer of Quantum Dot/Perovskite-Graphene Nanosystems
Bevillingsmodtager: Qijin Chi
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.570.479 kr.
Projektbeskrivelse: Solenergi er den grundlæggende kilde til alle energiformer, vi har behov for. Optimal udnyttelse af solenergi kan også frembyde miljøvenlige løsninger til den nuværende energikrise. ”Kvantepunkter” (Quantum dots) og grafen er begge lovende materialer for udvikling af en ny generation af solceller. Synergetisk samling af disse to byggeklodser er et vigtigt skridt mod dette mål, men stadig forbundet med store udfordringer. Det foreliggende projekt vil optage sådanne udfordringer med henblik på at udvikle metoder til optimal sammenkobling af grafen og kvantepunkter i funktionelle kompositmaterialer og på at forstå fotoinduceret elektronisk ladningsoverførsel mellem de to komponenter. Vi vil undersøge sådanne hybride materialers strukturegenskaber, kinetik for elektronoverførsel og kapacitet for generation af fotoinduceret elektrisk strøm ved en bred vifte af avanceret eksperimentel teknik og teoretiske metoder. Forskningen omfatter kontrolleret syntese af kvantepunkter med forskellige beskyttelsesligander, bottom-up samling af grafen og kvanteprikker, samt studier af den elektroniske vekselvirkning mellem de to componenter. Disse undersøgelser ventes at etablere et solidt grundlag for at optimere design og konstruktion af kvantepunkt sensibiliserede solceller. Projektet vil blive gennemført gennem omfattende internationalt samarbejde især med Tönu Pullerits’ forskergruppe ved Institut for Kemisk Fysik, Lunds Universitet, Sverige.
Projekttitel: A protein quality control pathway that monitors exocytosis
Bevillingsmodtager: Rasmus Hartmann-Petersen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.145.527 kr.
Projektbeskrivelse: En række sygdomme, såsom Parkinsons syge og Alzheimers syndrom er kendetegnet ved forekomsten af misfoldede proteiner (proteiner som har mistet deres native tredimensionelle struktur). For at modvirke de skadelige virkninger af proteinmisfoldning har vores celler udviklet et omfattende kvalitetskontrolsystem, der konstant overvåger cellen for misfoldede proteiner, og når et sådant protein detekteres, sker en af to ting: enten vil såkaldte molekylære chaperoner forsøge at genfolde proteinet tilbage til dets native form, eller også fjernes proteinet fra cellen via reguleret nedbrydning. I de senere år har vi opnået stor viden om proteinkvalitetskontrol for proteiner, som udskilles af cellen, samt for proteiner i cellekernen. Derimod vides der ikke meget om, hvordan de proteiner som findes i cellens cytosol (hvilket er langt størstedelen af proteinerne) kvalitetstjekkes og nedbrydes. Her foreslår vi gennem en række genetiske, biokemiske og cellulære forsøg at studere denne del af cellers kvalitetskontrol.
Projekttitel: Sediment resuspension – an understudied key factor for biogeochemical functioning of coastal habitats: Field investigations with novel, in situ technology.
Bevillingsmodtager: Ronnie Nøhr Glud
Institution: Syddansk Universitet
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: Oxygen and the rise of forests on Earth
Bevillingsmodtager: Tais Wittchen Dahl
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.234.521 kr.
Projektbeskrivelse: Fremkomsten af skove på jorden for ca. 360 millioner år siden (Ma) er en af de mest afgørende skridt i jordens udviklingshistorie. Vi ved, at landplanter spiller en central rolle på jordens biogeokemiske kredsløb, men der hersker stadigvæk tvivl om de drivende faktorer, der har styret iltningen af jordens atmosfære og oceaner. En populær model forudsiger f.eks., at iltniveauet nåede ekstreme højder på hele 35 atm%. Det overordnede mål med dette projekt er kvantitativt at forstå sammenspillet mellem terrestriske og marine økosystemer på iltningen af atmosfæren og havet. Dette arbejde kræver en tværfaglig tilgang, der integrerer numeriske modeller med geokemiske og palæontologiske observationer i den geologiske lagserie. Ved hjælp af uran isotopanalyser i marine kalkaflejringer vil vi indirekte bestemme urhavets globale iltningsgrad gennem den periode, hvor de første frøplanter (bregner) indtog landjorden og særligt tørre egne på høje breddegrader. Med disse data kan vi forbedre eksisterende jordsystemmodeller og beregne, hvordan skove har påvirket udviklingen af de globale biogeokemiske kredsløb. Det vil give os en bedre forståelse af skovenes betydning for både O2 og CO2-niveauet på jorden. Resultaterne vil ikke blot give os en bedre forståelse af samspillet mellem livet og miljøets udvikling på jorden, men også en bedre forståelse af de mekanismer hvormed landplanter i dag kan være med til at nedbringe CO2 indholdet i atmosfæren og modvirke global opvarmning.
Projekttitel: Tunable multi-junction Josephson devices
Bevillingsmodtager: Thomas Sand Jespersen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.565.490 kr.
Projektbeskrivelse: Transistoren er hjertet i al moderne elektronik, som udnytter, at den elektriske modstand af halvledende materialer kan styres ved hjælp af elektriske felter. Superledere derimod er metaller og kan ikke styres, men har til gengæld ingen elektrisk modstand og giver adgang til kvantemekaniske egenskaber, som kan anvendes i næste generation af kvante-teknologi. Projektet udnytter et nyudviklet koncept til at fremstille perfekte halvleder-superleder hybrid-materialer, der for første gang giver eksperimentel adgang til en verden af halvleder/superleder elektriske komponenter, som på én gang kan styres elektrisk og samtidig har superleder-egenskaber. Superlederne giver os muligheden for at undersøge den grundlæggende opførsel af elektroner underlagt nye fundamentale symmetrier, og nyligt udviklet teori forudser, at det elektroniske spektrum af komponenterne besidder en række fantastiske egenskaber med overraskende analogier til de matematiske strukturer, som dikterer den elektriske opførsel af virkelige krystaller.
Projekttitel: Single Molecule Absorption Spectroscopy
Bevillingsmodtager: Tom André Jos Vosch
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.527.649 kr.
Projektbeskrivelse: Klynger af nogle få atomer af sølv har vist sig at have spændende optiske egenskaber, herunder fluorescens. Imidlertid er disse klyngers photofysiske egenskaber ikke vel forstået, specielt er forholdet mellem struktur og egenskaber ikke forstået. Projektet sigter på at undersøge disse klyngers photofysik på enkelt-molekyle niveau. Vi vil bruge bredbånds excitationspektroskopi til at studere enkelte klyngers spektrale egenskaber. Det vil give os mulighed for at designe mere photostabile fluorophorer, som er gode emittere. Vi forventer, at disse vil finde anvendelse in vitro og in vivo applikationer.
Projekttitel: The atomic level structure of layered double hydroxides
Bevillingsmodtager: Ulla Gro Nielsen
Institution: Syddansk Universitet
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.
Forskningsprojekt 2
Projekttitel: Environmental changes in the Jurassic
Bevillingsmodtager: Christoph Korte
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.612.719 kr.
Projektbeskrivelse: Projektets formål er at påvise sammenhæng mellem klima- og miljømæssige ændringer i Juratiden. Geokemiske undersøgelser har for nyligt påvist at denne jordperiode har haft et køligere klima end tidligere antaget. Datadækningen er imidlertid ikke komplet, og vi mangler stadig vigtige data fra forskellige palæobredder for det meste af perioden. Med henblik på at opnå et globalt billede af klimaforholdene i Juraperioden vil vi gennemføre et multi-proxy geokemisk studie (oxygen-. carbon-, strontium- neodym- og clumped-isotoper og sporelementer) på lav-Mg calcitisk skalmateriale fra nordlige områder. De nye resultater vil give central, ny viden om ændringer i konfiguration og styrke af mønstre i havstrømme og deres effekt i forhold til jurassiske klimaændringer samt ændringer i palæomiljø.
Projekttitel: The First Generations of Galaxies
Bevillingsmodtager: Darach Jafar Watson
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.474.381 kr.
Projektbeskrivelse: De første generationer af stjerner og galakser, der blev dannet i universets historie er nu endelig inden for observationsrækkevidde. I de kommende år vil nye teleskopfaciliteter gøre det muligt at opdage og karakterisere dem. De var unikke objekter, dannet direkte ud af det oprindelige gas fra Big Bang og samlet omkring de gravitationelle strukturer, der tidligere blev dannet af det mørke stof. Disse galakser ser ud til at have været meget dynamiske steder, tæt pakket med gas, hvor der meget hurtigt blev produceret et stort antal af stjerner og uhyrligt mængder af støv og nye grundstoffer. At opdage og analysere galakser, der eksisterede i det tidlige univers, giver et enestående indblik i deres fysiske processer. Målet med dette projekt er at opdage og udforske galakser fra denne tidlige epoke for at forstå deres dannelse og vækst og deres rolle i berigelsen af det tidlige univers med metaller, molekyler og støv.
Projekttitel: Rational design of optical probes for sensing in cellular membranes
Bevillingsmodtager: Jacob Kongsted
Institution: Syddansk Universitet
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: Single Molecule Conjugated Polymers and Graphene Nanoribbons
Bevillingsmodtager: Kurt Vesterager Gothelf
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.185.546 kr.
Projektbeskrivelse: Polymerer findes overalt omkring os i plastik, tøjfibre, maling, lim mm. Som navnet indikerer, består polymerer af mange gentagne enheder og har oftest form som nanoskala-tråde. En bestemt klasse af polymerer, såkaldte konjugerede polymerer, er elektrisk ledende, og de kan også optage og afgive lys. Det er blandt andet denne type polymer, der anvendes i OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) som bruges i displayet i nogle af de nyeste mobiltelefoner. Generelt set har man en god forståelse for, hvordan man kontrollerer deres overordnede form og egenskaber. Hvis man derimod ser på den enkelte polymer, er vores viden ret begrænset, og der findes indtil nu ikke metoder til at isolere en enkelt polymer og kontrollere dens form. Baseret på indledende studier har forskningsgruppen bag denne ansøgning udviklet en metode til at håndtere enkelte polymerer. Metoden består i at fremstille polymerer med korte DNA sekvenser stikkende ud langs hele polymeren, hvilket gør det muligt at kontrollere strukturen af den enkelte polymer i 3 dimensioner. I projektet ønsker vi at bruge denne metode til at studere relationen mellem enkelte polymererers form og egenskaber og mulighederne for at bruge konjugerede polymerer som molekylære ledninger til at transportere energi. Det vil have stor betydning for udviklingen af optiske og elektroniske kredsløb baserede på enkelte molekyler. Derudover vil den viden der opnås også kunne hjælpe til udviklingen af bedre polymerbaserede displays og solceller.
Projekttitel: Sea-ice variability around Greenland (G-ICE)
Bevillingsmodtager: Marit-Solveig L.S. Seidenkrantz
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.469.606 kr.
Projektbeskrivelse: Projektet har til formål at etablere et nyt, interdisciplinært forskningsområde i Danmark med fokus på forståelsen af variationer i havis-udbredelsen omkring Grønland. Det overordnede formål er at forstå de processer, der styrer havisen, samt hvordan isen påvirker det omliggende klima og miljø. En mindsket havisudbredelse vil bl.a. kunne resultere i en øget afsmeltning af den grønlandske indlandsis, samt påvirke dybvandsdannelse og derved transporten af varmt Golfstrøm vand til Europas kyster. Blandt de forventede resultater af projektet er etableringen af en bedre forståelse af den naturlige udbredelse og koncentration af havis omkring Grønland. Resultaterne fra projektet vil være af betydning for vurderingen af fremtidige samfundsmæssige udfordringer samt til vurdering af nødvendigheden og typen af potentielle lovgivningsmæssige tiltag.
Projekttitel: Solutions to Extreme Life in a Global Fungus
Bevillingsmodtager: Michael Thomas-Poulsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.871.506 kr.
Projektbeskrivelse: Mithal Jiskani fra Sindh Agriculture University i Pakistan skriver på sin hjemmeside om ørkensvampen Podaxis pistilaris, at den som andre svampe kan dyrkes, men den er lidt anderledes: Den behøver ikke et kunstigt fremstillet vækstmedie, men de mikroskopiske sporer fra den modne svamp sås blot direkte i sand og vandes et par gange om dagen. Sporerne spirer og danner et mycelium, og efter en måneds tid kan man høste frugten af sit arbejde: Op til 15 cm høje padehatte, der kan spises eller bruges som medicin. Det er helt uvist, hvordan svampen kan overleve så ekstreme forhold som at spire og vokse på nærmest ingenting i ørkensand. Ud over at kunne overleve ekstrem tørke lever nogle Podaxis-arter af græs indsamlet af termitter. For at opnå en langt bedre forståelse af hvordan svampe er tilpasset ekstreme miljøer vil vi bruge genom- og mikrobiologiske metoder i en tilbundsgående undersøgelse af tilpasninger til ekstremt liv. Podaxis er ideelle svampe til studiet, da arterne i denne slægt har udviklet løsninger på ekstreme abiotiske og biotiske udfordringer: Ørkenarter overlever ekstrem tørke, og arter, der vokser på termitbo, modstår termitternes stærke forsvar mod, at svampen udnytter deres resurser. Det giver os en enestående mulighed for at karakterisere gener for tørketilpasninger, enzymer, der bidrager til at trække resurser fra næringsfattige miljøer, samt antibiotika, som svampen kan bruge som insekticider i kampen mod termitter.
Projekttitel: Towards accurate prediction of T cell targets; Learning the rules of T cell receptor interactions
Bevillingsmodtager: Morten Nielsen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.741.537 kr.
Projektbeskrivelse: Cytotoksiske T-celler udgør en vigtig del af vores immunsystem, da de kan genkende og dræbe syge celler i kroppen. På den måde beskytter de os mod infektioner og syge celler. For at kunne genkende de syge celler er T-cellerne udstyret med en T-celle receptor (TCR) på overfladen, der kan binde til såkaldte epitoper bundet til MHC (Major histocompatibility complex) molekyler på overfladen af celler. Antallet af potentielle epitoper er gigantisk, og derfor har TCR en unik egenskab: det har en variabel sekvens region, som resulterer i, at der findes billiarder forskellige versioner af TCR. Antallet af mulige TCR-epitop kombinationer er så stort, at det vanskeliggør udvikling af nye terapeutiske metoder baseret på identifikation af specifikke TCR-epitop par, og der findes ingen effektive metoder til at forudsige sådanne par. Vores mål er at anvende mulitiplex flow cytometry til isolering og sekvensering af epitop-reaktive TCR og bruge disse data til at udvikle en metode, der kan forudsige TCR-epitop genkendelse. Et sådant værktøj vil kunne påvirke udviklingen inden for både immunologi og virologi ved at gøre det muligt hurtigt at kunne forudsige epitoper, der kan genkendes af en specific T-celle ved at sekvensere T-cellens TCR. Det kan på længere sigt lede til bedre vacciner og andre immunoterapier, som vil gavne patienter ramt af f.eks infektioner eller kræft.
Projekttitel: Controlled Production of Singlet Oxygen in Single Mammalian Cells
Bevillingsmodtager: Peter Remsen Ogilby
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.902.442 kr.
Projektbeskrivelse: Det er projektets langsigtede mål at udvikle metoder, der tillader tidsligt, rumligt og kemisk kontrol i studier af, hvordan pattedyrsceller påvirkes af reaktive oxygen specier (ROS). ROS spiller en central rolle i forhold til celle-vækst og -død og kan gennem ”oxidativ stress” påvirke sygdomme og sygdomsbehandling. Til trods for dette er der meget, der endnu ikke er forstået omkring de underliggende kemiske reaktioner i en celles miljø. I projektet vil vi fokusere på en ROS: singlet ilt. Vi vil udvikle metoder til at producere singlet ilt i rumligt afgrænsede områder af en celle. Det vil gøre det muligt at undersøge, hvordan kemiske processer, der initialiseres lokalt, forplanter sig til cellens respons. De kemiske processer beskrevet her, vil også tillade os at adressere andre problemstillinger. For at kontrollere dosis af singlet ilt er vi nødt til at undersøge, hvordan lokale omgivelser (e.g. et protein) påvirker en optisk overgang og kemisk selektivitet af et indkapslet molekyle.
Projekttitel: Modern Challenges in Geometric Data Structures
Bevillingsmodtager: Peyman Afshaninaghadeh
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.832.559 kr.
Projektbeskrivelse: Datalogi er en disciplin, hvor der gives løsninger til problemer, som kræver forespørgsler til data, som er blevet processeret og skal opbevares. Computational geometry er iblandt de vigtigste emner, og det bygger det teoretiske og praktiske fundament for håndtering af geometrisk data. Vi adresserer moderne problemstillinger, der forekommer i forbindelse med stigende mangfoldighed og volumen af data i konteksten for geometriske datastrukturer, hovedsagligt med hensyn til range searching (område søgning) forespørgsler. Vores plan er flerdelt: at opfinde nye datastrukturer der er i stand til at svare på komplekse forespørgsler såsom uafhængig udvælgelse, uddrage opsummeringer fra det gemte data eller være i stand til at håndtere data med flere typer, som vi kalder "kategorisk" data. Vi undersøger også nye metoder til at håndtere unøjagtig data baseret på geometriske prædikater.
Projekttitel: Regulation of plasma-membrane calcium pumps – from single molecules to structures
Bevillingsmodtager: Poul Nissen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.902.933 kr.
Projektbeskrivelse: I alle typer celler er calcium af afgørende betydning, da selv små ændringer i cellevæskens meget lave calciumkoncentration udgør potente signaler, som kan udløse f.eks. celledeling, muskelkontraktion eller lagring af hukommelse. Ubalance i calciumkoncentrationen er omvendt til stor fare for cellen, så niveauet skal meget nøje kontrolleres. Dette vanskeliggøres af, at der uden for cellen er ca. tyve tusinde gange højere koncentration af calcium end inde i cellen. Denne udfordring håndteres af calciumpumper i cellemembranen, som i en energikrævende proces pumper calcium ud med feedback på calciumkoncentrationen inde i cellen. Calciumpumper er membranproteinmolekyler, som kan undersøges på både strukturelle og funktionelle egenskaber for at forstå deres mekanisme. Vi vil undersøge, hvorledes calciumpumper regulerer sig selv til at lukke ned, når de ikke skal pumpe, og aktiveres når de skal. Vi vil opnå denne indsigt med nye teknologier, der undersøger dette i enkelt-molekyle perspektiv af struktur og dynamik med bl.a. enkelt-molekyle fluorescensspektroskopi og kryo-elektron mikroskopi. Dertil vil vi anvende de nyeste metoder til krystallisation og strukturbestemmelse med røntgenkrystallografi og til funktionel karakterisering med biokemiske metoder. Resultaterne af vore studier vil forklare, hvordan celler kontrollerer deres potentiale til calciumsignalering og afslutter disse signaler. Dette har også afgørende betydning for eks. medicinsk og bioteknologisk forskning.
Projekttitel: The physics of microbial feeding: mechanisms and trade-offs
Bevillingsmodtager: Thomas August Kiørboe
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.821.983 kr.
Projektbeskrivelse: Mikroskopiske, encellede flagellater spiller en central rolle for stofomsætningen i havet, som konsumenter of bakterier of fytoplankton og ved at kanalisere primærproduktion til højere led i fødekæden. For små flagellater virker vand så tykt som sirup, og en svømmende flagellat er omgivet af et sirups-tykt grænselag, der skubber bytteorganismer væk. Her foreslår vi at udrede de ukendte fysiske mekanismer, der gør flagellater i stand til alligevel at rense et kolossalt vandvolumen for fødepartikler hver dag. Samtidig vil vi kvantificere den prædations-risiko, som en flagellat udsættes for, når den samler føde. Det er netop sådanne trade-offs, der skaber diversiteten af mikrobielle samfund, som er afgørende for de mikrobielle samfunds rolle i havets stofomsætning. Projektet vil kombinere nye eksperimentelle metoder til at visualisere og kvantificere byttefangst og fødestrømme og modeller til at forstå de underliggende mekanismer. Fødestrømme er ikke tidligere vist demonstreret hos fritlevende flagellater. Fødestrømme indebærer både en fordel og en risiko, idet de organismer, der æder flagellater, sanser dem ved hjælp af den væske-forstyrrelse, som flagellaten skaber med sin fødestrøm. Ved hjælp af observationer og modeller vil vi for repræsentative arter kvantificere trade-offs, som vi dernæst vil teste i inkubations-eksperimenter. Ved at udrede de underliggende mekanismer, bliver vi i stand til at ekstrapolere resultaterne ud over de relativt få former, vi kan studere eksperimentelt.
Projekttitel: The evolution of the divided heart: A Reptilian view on a key event in vertebrate evolution
Bevillingsmodtager: Tobias Wang Nielsen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.460.199 kr.
Projektbeskrivelse: Fugle og pattedyr kan som de eneste dyr på jorden opretholde en høj og konstant kropstemperatur. Det ligger til grund for en bedre evne til at opretholde en høj arbejdsintensitet og menes også at fremskynde reproduktionen. Den evolutionære udvikling af endotermi (”varmblodethed”) skete uafhængigt, idet fuglenes og pattedyrenes fælles ophav var et ektotermt krybdyr, der levede for knap 300 millioner år siden. Endotermi beror på en stor stigning i kroppens stofskifte og iboende varmedannelse. Dermed skulle både hjerte og kredsløb kunne transportere meget mere ilt end hos krybdyrene. I tråd med dette ræsonnement har både fugle og pattedyr udviklet et fuldstændigt opdelt hjerte med to ventrikler, som forhindrer opblanding af iltet og afiltet blod og tillader et højt tryk i kroppens arterier samtidig med, at trykket i lungerne holdes lavt. Det er imidlertid meget svært at forstå, hvordan fugle og pattedyr endte med at udvikle nærmest identisk hjerteanatomi og hjertefunktion, når deres fælles forfader havde et tre-kamret hjerte med lav puls og lavt tryk. Vi vil undersøge denne problemstilling gennem fysiologiske studier af hjertet hos nulevende krybdyr, hvor der findes en enorm diversitet i struktur og funktion. Vi vil desuden bruge molekylære metoder til at afdække, hvilke strukturer i krybdyrhjertet, der ledte til det septum, som adskiller ventriklerne hos pattedyr og fugle, samt hvordan sinusknuden - forudsætningen for en høj puls - er udviklet.
Projekttitel: Automorphisms and Invariants of Operator Algebras
Bevillingsmodtager: Wojciech Szymanski
Institution: Syddansk Universitet
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.
