Bevillingerne gives inden for rammerne af Det Frie Forskningsråds Opslag E2014 og F2015 og har til formål at give yngre forskere de bedste betingelser for at levere markante forskningsresultater på et højt internationalt niveau.
Bevillingsbreve til de udvalgte samt afslagsbreve vil blive udsendt snarest muligt. Afslag vil indeholde en kortfattet begrundelse, der peger på de væsentligste faglige grunde til, at ansøgningen ikke opnåede bevilling.
Der tages forbehold for trykfejl og eventuelle justeringer.
Projekttitel: Cochlear implant channel selection errors
Bevillingsmodtager: Abigail Kressner
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: kr. 1.809.464
Projektbeskrivelse: Cochlear implantater (CIer) hjælper døve og stærkt hørehæmmede, ved at stimulere hørenerven direkte gennem en serie af elektroder der er indopereret langs basilarmembranen i det indre øre. Ved hver stimulations cyklus vælges typisk et undersæt af elektroder (eller kanaler) der stimuleres. Den anvendte metode for at vælge disse elektroder omtales ofte som en kanalvalgs strategi, og er essentiel for hvordan brugeren opfatter lyde. Derfor kan CI brugere få stor fordel af bedre strategier for at vælge disse kanaler, især i støjfyldte miljøer. Selvom mange nye avancerede kanalvalgs strategier hidtil er blevet foreslået, har ingen evnet at vise forbedret taleforståelse i sådanne miljøer sammenlignet med de ældre mere simple strategier. En sandsynlig årsag for de manglende forbedringer er, at vi ikke har god forståelse for, hvordan fejl under selve kanalvalgs processen påvirker kvaliteten, af signalet der ender hos brugeren. Dette projekt vil systematisk undersøge fejl under kanalvalgs processen for at vejlede udviklingen af CIer og derved forbedre taleforståelsen for CI brugere.
Projekttitel: Advanced Polymer-Protein Hybrids
Bevillingsmodtager: Anton Allen Abbotsford Smith
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 1.999.845 kr.
Projektbeskrivelse: Enzymer er naturlige nanomaskiner der hjælper kemiske reaktioner på vej. Udover at de spiller en vigtig rolle for funktioner i alle levende organismer, anvender vi i dag enzymer i mange industrielle processer, bl.a. i vaskemidler, produktionen af fødevarer, miljøvenlige tekstiler og medicin. Membranproteiner er en bestemt type af enzymer, der er indlejret i cellemembraner. Membranproteiner har mange forskellige funktioner der potentielt kunne udnyttes i flere vigtige industriområder, f.eks. i nye vacciner, men deres anvendelsesmuligheder er i høj grad begrænset af, at de ikke er frit opløselige i vand. Amphipoler er syntetiske polymerer som kan stabilisere membranbundne enzymer i vand og dermed afhjælpe opløselighedsproblemet, men polymerkemien har bevæget sig langt siden amphipolernes udvikling for 20 år siden, så amphipolers vidtrækkende potentiale er langt fra at være udforsket til fulde. Formålet med projektet er at benytte moderne polymerkemi til at skabe nye polymerer, der kan stabilisere membranbundne enzymer, samt gøre anvendelsesmulighederne af opløselige proteiner mere vidtrækkende. Dette vil muliggøre studier af membranbundne enzymer samt åbne op for deres anvendelsesmuligheder, sådan som det er sket for vandopløselige enzymer. En stabilisering af de i forvejen opløselige enzymer vil betyde en længere holdbarhed i vand, samt forbedre deres anvendelse i organiske opløsningsmidler, hvilket vil hjælpe til en blidere og mere miljøvenlig kemisk industri.
Projekttitel: Biofluid Enzymes: A new concept of enzyme biology for hyperthermophilic extracellular biosynthesis
Bevillingsmodtager: Bianca Celidet Perez de Lucani
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 3.271.029 kr.
Projektbeskrivelse: Enzymkatalyse har været et succesfuld bidrag til en miljøvenlig og grøn produktion, dog forhindrer enzymers lave termostabilitet mange anvendelsesmuligheder, og endnu er manipulation af hypertermofile enzymer både tidskrævende og omkostningstungt. Et nyligt gennembrud har vist at enzympolymerer af overfladeaktive nanokonjungater kan føre til en ny form for enzymer: biofluide enzymer, der kan eksistere som solventfrie væsker ved stuetemperatur og beholde sin katalytiske aktivitet op til 150 °C. Dette anfægter ikke alene det eksisterende paradigme i enzymebiologien, men giver desuden store muligheder for termofil biosyntese. Formålet med dette projekt er at undersøge biofluide enzymers industrielle anvendelsesmuligheder via logisk design og udvikling af nye biofluide lipaser herunder i) in silico studier og karakterisering af biofluide lipaser for at forstå disses fysiske egenskaber; og ii) udvikling samt optimering af et biofluid lipase baseret reaktionssystem til biosyntese af funktionelle lipider med et højt smeltepunkt, hvor grænsebetingelser, reaktionskinetik og de generelle regler til at korrelere enzymfunktioner med fysisk og kemiske egenskaber af solventer vil blive undersøgt. Projektet vil primært blive udført i Lipid laboratoriet på Aarhus Universitet i samarbejde med University of Bristol samt Kemisk institut og iNano på Aarhus Universitet. Novozymes vil bidrage med evalueringen af de kommercielle muligheder i udnyttelsen af de biofluide enzymer udviklet i projektet.
Projekttitel: Glycosyltransferases vs. reverse glycosylation for HMO synthesis
Bevillingsmodtager: Birgitte Zeuner
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 1.710.484 kr.
Projektbeskrivelse: Modermælk indeholder en række unikke kulhydrater, kaldet humane mælkeoligosakkarider, som er afgørende for den nyfødtes helbred og udvikling. Kun få af disse findes i komælk og kun i meget lave koncentrationer, og de mangler derfor i modermælkserstatningen. Humane mælkeoligosakkarider kan fremstilles fra naturlige substrater via enzymkatalyseret transglykosylering. Transglykosylering kan katalyseres af to forskellige klasser af enzymer, nemlig af glykosyltransferaser eller af glykosidaser. Formålet med projektet er at undersøge, hvad der bedst kan betale sig: At ændre glykosyltransferaserne, så de ikke behøver et nukleotidaktiveret substrat eller at udvikle glykosidaser, der er bedre til at katalysere transglykosylering, som er den modsatte reaktion af deres ’naturligt’ katalyserede hydrolyse?
Projekttitel: Improved piglet survival through enhancing innate gut immunity and physiology
Bevillingsmodtager: Charlotte Williams
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 3.229.705 kr.
Projektbeskrivelse: Der er en høj pattegrisedødelighed (25.000 smågrise dør hver dag) i den danske svineindustri, hvilket udgør både et dyrevelfærdsmæssigt og økonomisk problem. Dette projekt vil resultere i innovative metoder til at forbedre pattegrisenes overlevelse ved at undersøge deres fysiologi og immunologi. Danske søer har verdensrekord i antal fødte grise per kuld, hvilket er nødvendigt for at sikre en økonomisk bæredygtig produktion i et land med høje omkostninger. Den store kuldstørrelse betyder dog at soen får flere ”små” grise, og en del af disse små grise har tegn på at de har været udsat for ”intrauterine growth restriction” (IUGR). En IUGR gris har ikke modtaget tilstrækkeligt med næringsstoffer i fosterstadiet og organismen prioriterer derfor organerne og sikrer næringsstoffer til hjerne og hjerte på bekostning af resten af kroppen (betegnes ”brain-sparing” effekten). Under optimale forsøgsbetingelser har de små grise næsten samme potentiale for overlevelse som deres tungere søskende. Dette indikerer, at behandlingen af små grise under praktiske produktionsforhold kan optimeres. Der er dog tydeligvis mangel på viden om optimale strategier for at forbedre overlevelsen af små grise i de afgørende første par dage af livet og der er mangel på viden omkring deres fysiologi og immunologi. Formålet med dette projekt er at undersøge mulige strategier og interventioner for at forbedre pattegrisenes overlevelse ud fra deres fysiologi og immunologi.
Projekttitel: Development of new metal oxide/noble metal hybrids as plasmonic bi-functional nanocatalysts for solar energy
Bevillingsmodtager: Christian Engelbrekt
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 3.471.711 kr.
Projektbeskrivelse: Store internationale udfordringer afledt af global opvarmning og de forsvindende konventionelle fossile brændstofreserver tilskynder industriel omstilling til grønne teknologier. En sådan omstilling indebærer særligt anvendelsen af vedvarende energikilder i den kemiske industri, hvor mange energitunge processor er nødvendige. En interessant ny tilgang er at bruge sollys til at drive kemiske reaktioner baseret på hybrider af halvledermaterialer og ”plasmoniske” nanostrukturer. Halvledere danner energirige elektroniske ladninger ved bestråling med ultraviolet lys, hvorimod svingninger af elektroner kan anslås i plasmoniske nanostrukturer af synligt lys. Kobling af de to fænomener kan anvendes i en ny type soldrevet kemisk katalyse. Denne unge teknologi tilbyder mange fordele i forhold til konventionelle halvledersystemer, men også store videnskabelige udfordringer relateret til specifikke kemiske reaktioner, manglende forståelse af detaljer i de underliggende processer og udvikling af nye fremstillingsmetoder. Projektet vil imødekomme disse udfordringer ved at fremstille og studere 3-komponent systemer, hvor et ekstra katalytisk aktivt metal inkorporeres. Grundige studier af de nye materialers optiske og elektroniske egenskaber vil foregå i Professor Law’s gruppe ved University of California Irvine, mens photoelektrokatalytisk aktivitet studeres ved NanoKemi på Danmarks Tekniske Universitet. En prototype for et fungerende fotokatalytisk device er ultimativt projektmål.
Projekttitel: Improving the use of γ-cyclodextrins as drug solubilizers
Bevillingsmodtager: Christian Schönbeck
Institution: Roskilde Universitet
Bevilget beløb: 1.785.161 kr.
Projektbeskrivelse: For at et lægemiddel kan optages i kroppen, skal det først opløses i en kropsvæske, f.eks. i mave-tarm systemet. Uheldigvis har mange nye lægemiddelkandidater så lav en vandig opløselighed, at de ikke kan bruges i praksis. Der er flere teknikker til at omgå dette problem. Cyklodextriner er ringformede molekyler, som nemt opløses i vand. Ved at lægge lægemiddel-molekylet ind i cyklodextrinen, lidt ligesom et barn i en badering, kan mængden af opløst lægemiddel mangedobles. For at opnå en stærk binding til cyklodextrinen, skal lægemiddel-molekylets størrelse passe til cyklodextrinen. I langt de fleste tilfælde anvendes β-cyklodextriner, men da udviklingen går mod større lægemiddel-molekyler, bliver brugen af de større γ-cyklodextriner mere og mere relevant. Derudover har γ-cyklodextriner flere fordelagtige egenskaber såsom højere opløselighed, og at de kan fordøjes. I dette projekt vil vi opsætte retningslinier for, i hvilke tilfælde γ-cyklodextriner er et godt alternativ. Dette kræver detaljeret viden om, hvordan γ-cyklodextriner binder sig til typiske lægemidler, og hvordan bindingen påvirkes af strukturen af molekylerne - f.eks. af relevante kemiske modifikationer af γ-cyklodextrinerne. Denne forståelse vil vi frembringe ved brugen af fysisk-kemiske teknikker såsom kalorimetriske titreringer, kernemagnetisk resonans (NMR) og stopped-flow målinger. Herved kan vi sikre en effektiv og rationel brug af γ-cyklodextriner og derigennem bidrage til udviklingen af nye lægemidler.
Projekttitel: Constructive delivery of cancer chemotherapeutics using virus-like liposomes
Bevillingsmodtager: Jannik Bruun Larsen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 3.078.924 kr.
Projektbeskrivelse: Hvert år bliver mere en 12 millioner mennesker diagnosticeret med kræft på verdensplan og mere end 7.5 millioner dør. Kemoterapi er stadig den mest anvendte behandlingsform, men indebærer omfattende bivirkninger, da de kemoterapeutiske lægemidler ikke kun rammer kræftcellerne. Derfor forskes der intenst i systemer, der primært transporterer lægemidler sikkert og effektivt ind i kræftceller, uden at ramme kroppens raske celler. Et sådan målrettet system, der er basseret på en ”carrier” lavet af kunstige cellemembraner, omkranset af en beskyttende kappe, der kan fjernes af enzymer der findes omkring kræftceller, har vist sig meget effektivt. Systemet giver >100 gange højere lægemiddel koncentration inde i kræftceller i forhold til hvis man bruger uindkapslet lægemiddel. Desværre har denne højere koncentration ikke resulteret i at der bliver slået flere kræftceller ihjel, hvilket indikerer at der er noget ved de fysiske egenskaber ved systemet, dets evne til at frigive det indkapslede lægemiddel eller dets placering inde i cellerne, som ikke er optimalt. I dette projekt vil vi bruge biofysiske teknikker til at kortlægge forskellen i egenskaber mellem de individuelle ”carrier” systemer og vi vil bruge sofistikerede mikroskopi teknikker til at underøge lægemidlets frigivelse og placering inde i kræftceller. Efterfølgende vil vi bruge denne viden til at skabe nye målrettede systemer, der omsætter den øgede målretning til en hidtil uset effektiv behandling af kræft.
Projekttitel: Production of Substitute Natural Gas using Encapsulated Metal Nanoparticle Catalysts
Bevillingsmodtager: Jerrik Jørgen Mielby
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 3.920.809 kr.
Projektbeskrivelse: Udviklingen af nye metoder til at fremstille bæredygtige kemikalier og lagre vedvarende energi afhænger i høj grad af udviklingen af mere effektive katalytiske processer. Flere af disse processer kræver en aktiv og selektiv katalysator, der kan aktiverer hydrogen (H2) og få den kemiske proces til at forløbe med høj hastighed. I dette projekt vil jeg udvikle nye nanostrukturerede materialer, der består af små metal nanopartikler, som er indkapslede i forskellige mikroporøse bærematerialer, herunder zeolitter. Disse materialer kan bruges til at undersøge, hvordan aktiverede H-atomer kan bevæge sig fra de hydrogen-rige nanopartikler til overfladen af katalysatorens bæremateriale – et fænomen kendt som ”hydrogen spillover”. Disse undersøgelser vil gøre det muligt at udvikle mere effektive og stabile katalysatorer til såkaldte hydrogeneringsreaktioner, der ofte foregår ved høje temperaturer og under krævende reaktionsbetingelser. En af disse reaktioner er metanisering, der blandt andet kan anvendes til produktion af syntetisk naturgas ud fra termisk forgasset kul eller biomasse. Da biomasse i princippet er CO2-neutralt, kan udviklingen af mere effektive katalysatorer til fremstilling af syntetisk naturgas derfor være med til at begrænse forbruget af fossile ressourcer og nedsætte udledningen af CO2. Forskningsprojektet vil gennemføres i tæt samarbejde med førende forskere og eksperter ved Max-Planck-Institut für Kohlenforschung i Tyskland og University College London i England.
Projekttitel: Advanced Time-lens Optical Systems for Enhanced Spectral and Energy Efficient Optical Communication (LENS-COM)
Bevillingsmodtager: Pengyu Guan
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 1.902.936 kr.
Projektbeskrivelse: Dette projekt vil udforske optiske tidslinser med en målsætning om at opnå drastiske forbedringer af kapaciteten i eksisterende optiske fibre, ved lavt energiforbrug. Målet vil blive opnået gennem undersøgelse af de fundamentale egenskaber for tidslinser, samt udvikling af en grundlæggende forståelse for sammenhængen mellem tidslinsers virkningsgrad og den spektrale udnyttelsesgrad. Ved at bygge videre på denne viden, vil avancerede og rent optiske anvendelsesområder inden for optiske tidslinser blive udviklet, såsom ren optisk generering, modtagelse og routing af optiske signaler med høj spektral udnyttelsesgrad, f.eks. orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) eller Nyquist optical time division multiplexing (N-OTDM).
Projekttitel: Multi-Physics of High Power Density Power Electronic Systems
Bevillingsmodtager: Pooya Davari
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.101.287 kr.
Projektbeskrivelse: Den fortsatte vækst i efterspørgslen efter elektricitet på verdensplan har lagt pres på, at effektelektroniske systemer skal udvikle sig mod højere effekttæthed for at spare materialer og omkostninger i forbindelse med apparatet. En stigende effekttæthed vil resultere i en reduktion af de passive komponenter, som ikke blot reducerer omkostningerne, men kan også øger effektiviteten. Nye effekthalvlederkomponenter, kendt som Wide Band-gab effekthalvledere, kan øge det nuværende switch-frekvensområde til megahertz-området og effekttætheden vil i væsentlig grad øges derved. Løsningerne er imidlertid ikke lige så simple, da det fører til et mere komplekst system på grund af en tæt multi-fysisk interaktion og komplicerer i høj grad designet. Disse udfordringer analyseres i dette projekt ved hjælp af mere nøjagtig systemmodeller i stedet for at anvende empiriske design metoder. Dette projekt foreslår derfor en ny virtuel-orienteret beregningsmetode til at beskrive system modeller, der dækker et bredt frekvens-spekter og som samtidig er egnet til analysere den multi-fysiske opførsel i effektelektroniske systemer med høj effekttæthed. Dette kan fremskynde udbredelsen af moderne effektelektroniske applikationer og samtidig styrke Danmark til at være på forkant med forskningen og den teknologiske udvikling på højt internationalt niveau.
Projekttitel: MULTI-FUNCTION ANTI-FOULING BIO-ACTIVE SURFACES
Bevillingsmodtager: Roberto Ortiz
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.474.485 kr.
Projektbeskrivelse: For overflader som findes I en væskefase betegnes tilgroningen med proteiner, bakterier og bioorganismer normalt med den engelske betegnelse “biofouling”. Biofouling er et stort problem for mange industrier og for mange anvendelser så som maritime industrier, biosensorer, medicinske implantater, fødevareemballage og vandrensning. Formålet med dette projekt er at udvikle overflader som anvender en kombination af passive og aktive mekanismer til at forhindre uønsket biofouling, samtidig med at disse overflader eventuelt kan benyttes som biosensorer. Som den passive barriere vil overfladerne blive belagt med en polymer som hedder polyetylenglykol. En overfladebelægning af denne type polymer kan indeholde store mængder af vand som vanskeliggør tilgroning af overfladen. Det vil dog aldrig være helt muligt at forhindre tilgroning, da diverse biomolekyler kan binde sig til små defekter i belægningen hvorefter en biofilm og herefter en egentlig tilgroning kan finde sted i en trinvis proces. Som et modtræk til dette kan man tilsætte en aktiv komponent som forhindrer denne langsomme tilgroning. Her har man traditionelt anvendt forskellige biocider som har en negativ effekt på vores miljø. I denne projekt vil jeg som en aktiv komponent anvende enzymer som kan nedbryde en biofilm uden den negative miljøpåvirkning. Hvis man ydermere inkluderer enzymer som er aktive over for eksempelvis glukose har man en overflade som kan fungerer som en biosensor i et miljø uden at have de problemer.
Projekttitel: Unravelling the role of manganese in winter hardiness of barley
Bevillingsmodtager: Sidsel Birkelund Schmidt
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 3.153.600 kr.
Projektbeskrivelse: Vinterbyg er en vigtig kornafgrøde i dansk planteavl, og bruges hovedsageligt som foderkorn. Vinterbyg er særlig følsom overfor manganmangel, der i kombination med kulde og frost kan resultere i kraftige udvintringsskader og heraf mindsket høstudbytte. Planters vinterhårdførhed er defineret ved deres evne til at kunne modstå frost og lave temperaturer. Ideen bag dette projekt er hentet i helt nye forsøg med gamle skotske landracer af byg, hvor det blev fundet, at landracer der havde høj tolerance overfor manganmangel samtidig havde markant forbedret vinterfasthed, hvilket indikerer en tæt sammenhæng mellem planters manganstatus og vinterfasthed. En rettidig og tilstrækkelig manganforsyning er nødvendig for at sikre optimal fotosyntese, idet mangan er en central bestanddel af fotosystem II, hvor vand spaltes til protoner og ilt. Svækkes stabiliteten af fotosystem II som følge af manganmangel, vil planter blive mere følsomme overfor lys og kuldestres og i værste fald udvintre med store økonomiske tab til følge. Projektets formål er derfor at undersøge mangans indflydelse på stabiliteten og funktionaliteten af fotosystem II under lave temperaturer for at opnå en bedre forståelse af mekanismerne bag vinterfasthed og for at kunne anvise løsninger til at forebygge dem. Denne viden udgør fundamentet for udvikling af en mere robust produktion af vinterafgrøder og herved sikre mere stabile høstudbytter i geografiske områder, hvor der periodevist optræder store udvintringsskader.
Projekttitel: Development of new Tetrathiafulvalene-based Donor Constructs Utilizing Supramolecular Electron Transfer Processes – Towards Organic Photovoltaics
Bevillingsmodtager: Steffen Bähring
Institution: Syddansk Universitet
Bevilget beløb: 2.795.972 kr.
Projektbeskrivelse: Tetrathiafulvalene (TTF) og porphyriner er velkendte molekyler inden for molekylære elektroniske systemer. TTF er en god elektrondonor, der er i stand til at overføre elektroner til acceptor molekyler og derved generere en strøm. Porphyriner er farverige molekyler, der absorberer bredt i sollys. Derfor har de også en anvendelse i solceller. Kombinationen af disse to molekyler til et nyt molekyle (exTTF porphyrin) muliggør effektive solceller baseret på organiske forbindelser. ExTTF porphyrin skal videreudvikles i laboratoriet for at fungere bedst muligt som elektron donor med fullerene (C60). Dette skal gøres vha. organisk syntese, hvor der er flere mulige metoder til at forbedre dets egenskaber. Kombinationen af exTTF porphyrin og C60 skal undersøges i Tyskland vha. meget hurtige optagelser af deres interaktioner med femtosekund spektroskopi. ExTTF porphyrin skal forbedres på flere fronter, hvor elektronkonfigurationen ændres ved at tilføje elektron donerende eller tiltrækkende grupper, bindingsstyrken øges ved at tilføre flere bindende grupper. ExTTF porphyrin har et stort potentiale, og med den rette forskning kan det resultere i næste generation af organiske solceller.
Projekttitel: microRNA based Chinese hamster ovary cell engineering towards improved recombinant protein N-glycosylation
Bevillingsmodtager: Yuzhou Fan
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 3.015.403 kr.
Projektbeskrivelse: Rekombinante proteiner åbner nye behandlingsmuligheder i fremtiden for mange vanskelige at behandle sygdomme, fx cancer og autoimmune sygdomme. I 2013 markedets størrelse af biopharmaceuticals øges op til mere end 100 milliarder USD. Mammale celler som en af de dominerende ekspressionsplatforme for rekombinante proteiner, har vist høj tilpasningsevne i industriel anvendelse og stor evne til at producere glycoproteiner med humane-lignende N-glycaner. Blandt Mammale-baserede ekspressionssystemer fortsat Chinese hamster ovary (CHO) celler som de mest almindeligt anvendte arbejde-hest i medicinalindustrien. For at producere rekombinante proteiner med sikret sikkerhed, effektivitet og omkostningseffektivitet, evnen til at kontrollere og modulere N-glycosylering af rekombinante proteiner bliver afgørende for både fremstillingspraksis og regulerende godkendelse. microRNA (19 til 25 nukleotider), der findes i et bredt udvalg af højere eukaryoter, kunne regulere komplekse gen netværk, der styrer cellulære processer, adfærd og fænotyper. Derfor, er microRNA et perfekt target for genetisk forbedering af CHO celler i forbindelse med bioteknologisk produktion af rekombinante proteiner. I dette projekt, vil vi kombinere state of the art teknikker, fx RNA-sekventering, bioinformatik værktøjer og CRISPR/Cas9 genomisk redigering teknologi for at screene for funktionelle microRNA for N-glycosylering og udvikle stabilt manipuleret CHO celler til at producere optimale N-glycosyleringsmønstre.