Derudover er der givet en bevilling som en tværrådslig bevilling fra DFF | Sundhed og Sygdom og DFF | Teknologi og Produktion.
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 | Teknologi og Produktion har i alt modtaget og behandlet 363 ansøgninger om støtte til DFF-Forskningsprojekt 1 og 2. Det samlede ansøgte beløb til ansøgningsfristen i oktober 2016 var på ca. 1,4 mia. kr.
Ansøgere vil modtage skriftligt svar hurtigst muligt.
Der tages forbehold for trykfejl og eventuelle nødvendige budgetjusteringer. Enkelte ansøgere er optaget på venteliste og vil modtage direkte besked herom.
DFF-Forskningsprojekt 1
Projekttitel: BRAIN-PENNANO: BRAIN-PENetrating cubosomal and hexosomal NANOcarriers for glioma-targeting delivery
Bevillingsmodtager: Anan Yaghmur
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.591.817 kr.
Projektbeskrivelse: Der er et globalt behov for effektiv diagnosticering og behandling af glioblastoma, hvilken er en yderst aggressiv malignitet i hjernen. Glioblastoma er fortsat årsag til sygelighed og dødelighed blandt mange borgere. De væsentligste problemer ved behandling af hjernetumorer er den begrænsede permeabilitet af anticancer-lægemidler gennem blod-hjerne-barrieren, samt den høje følsomhed af det omgivende sunde væv. Gennem høj-præcisions nano-engineering og en integreret, samt interdiciplinær tilgang udviklet i vores laboratorium, har dette projekt til formål at udvikle pålidelige diagnostiske værktøjer, der kan tilbydes og støtte neurokirurger i diagnosticerings- samt klassifikationsprocessen af hjernecellerne under beslutningsprocesserne før og under deres forsøg på radikal resektion af hjernesvulster. Forslaget indebærer formuleringen af immunokompatible non-lamellare flydende krystallinske nanotransportere, der fungerer som kombinerede billeddiagnostiske og lægemiddeladministrerende nanopartikulære systemer til behandling og diagnostik af hjernetumorer. Det opnås ved dobbelt indkapsling af en billeddiagnostisk probe og et anticancer lægemiddel i de veldefinerede indvendige nanostrukturer af cubosomes og hexosomes. Endvidere har projektet også innovative aspekter og betragter behovet for at indføre nye nanotransportere for effektiv og sikker diagnosticering og behandling af kræft i hjernen både på verdensplan og lokalt i Danmark.
Projekttitel: Immobilization and stabilization of cytochrome P450 monooxygenases (ISP450)
Bevillingsmodtager: Anders Egede Daugaard
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.547.868 kr.
Projektbeskrivelse: Cytochrom P450 monooxygenaser (P450) er en meget attraktiv klasse af enzymer, der igennem de seneste år har fundet et kraftigt stigende antal anvendelser. Det, der gør P450 til en interessant klasse af enzymer, er de meget specifikke reaktioner, der kan udføres ved hjælp af disse enzymer. De er blandt andet i stand til at katalysere stereoselektiv oksidation på komplicerede organiske forbindelser, hvilket er særdeles vanskeligt eller decideret ikke muligt ved anvendelse af mere klassiske metoder. Ulempen ved P450 er deres manglende stabilitet og lave produktivitet, hvilket umuliggør en industriel udnyttelse af disse enzymer. Det overordnede formål med projektet er at stabilisere P450 ved hjælp af nye multifunktionelle polymersystemer, der giver nye muligheder for binding af enzymer (immobilisering) og for at kontrollere det miljø, der omgiver enzymet. Projektet kombinerer polymerkemi (design af immobiliseringssystemer) med biokatalyse og vil ved optimering og test af forskellige immobiliseringssystemer klarlægge betydningen af de strukturelle og kemiske egenskaber for immobiliseringssystemet og procesbetingelserne på stabiliteten og produktiviteten af enzymet. Projektet vil dermed lede til en bedre og mere grundlæggende forståelse for stabilisering af P450, hvilket er et nødvendigt udviklingstrin, før en industriel udnyttelse af disse enzymer kan finde sted. Forskningsprojektet vil blive udført i tæt samarbejde mellem DTU-Kemiteknik og professor Adlercreutz ved Lunds Universitet.
Projekttitel: Two-Photon Selective Plane Illumination Microscopy through Fibres (T-SPIF)
Bevillingsmodtager: Anders Kragh Hansen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.591.183 kr.
Projektbeskrivelse: Når læger skal diagnosticere kræft inde i kroppen, er de ofte nødsaget til at tage biopsier (vævs- eller celleprøver), som efterfølgende skal analyseres af en patolog. Det er både dyrt for hospitalet, tidskrævende for lægen og besværligt for patienten, idet man skal vente dage på at få resultaterne. Der eksisterer dog optiske billeddannelsesteknologier, som kan omgå denne proces ved at lade lægen se på vævet og cellerne direkte i kroppen og dermed på få minutter stille en diagnose. Udfordringen er dog, at nogle af disse teknologier endnu ikke er kompatible med endoskoper og dermed ikke kan bruges indvendigt i kroppen. Derfor arbejdes der i projektet T-SPIF på at udvikle en metode til at gøre to-foton selektiv-plan mikroskopi, en af disse optiske billeddannelsesteknologier, kompatibel med endoskopisk brug. Det indebærer, at de ultrakorte laserpulser, som teknikken er baseret på, skal kunne sendes igennem en optisk fiber, der er lang nok til endoskopet. Desuden er det vigtigt at kunne kontrollere, hvordan laserpulserne fokuseres ind i vævet ude for spidsen af fiberen. T-SPIF projektet vil udvikle en metode til at opnå dette ved dynamisk modulation af laserlysets fasefront, før det sendes ind i fiberen. Efter T-SPIF projektets udløb vil to-foton selektiv-plan mikroskopi være meget tættere på klinisk anvendelse i endoskoper, hvilket ultimativt kan betyde store fremskridt i diagnosticering af kræft i de indre organer.
Projekttitel: Micro-SPEEED - Micro-Scale Screening Platform for Enantiospecific Endocrine Disrupting Effects of Drugs.
Bevillingsmodtager: Andreas Kretschmann
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.509.823 kr.
Projektbeskrivelse: Lægemidler er de xenobiotika, som den danske befolkning er suverænt mest eksponeret til. I gennemsnit indtager hver dansker mere end et lægemiddel per dag. Mange lægemidler, som f.eks. antidepressiva, ADHD-medicin, statiner, svampemidler, og milde analgetika har bivirkninger som f.eks. hormonforstyrrende effekter på fertilitet og reproduktion. Disse stoffer indtages i doser, der er tusinder til millioner gange højere end andre xenobiotika som f.eks. miljøkemikalier. I projektet ønsker vi derfor at udvikle et simpelt og hurtigt miniaturiseret in vitro testsystem for lægemidlers hormonforstyrrende effekter til anvendelse i pre-kliniske tests. Systemet tillader både screening af selve lægemidlerne, men også af deres enantiomerer. Det er vigtigt at teste enantiomerer individuelt, fordi de, på trods af næsten identiske strukturer, har forskellige terapeutiske effekter, men også forskellige bivirkninger. Hvis systemet implementeres tidligt i den pre-kliniske test, vil systemet tillade identifikation af hormonforstyrrende enantiomerer i racemiske lægemidler. Det kan potentielt have en gavnlig effekt på folkesundheden, idet dette vil reducere befolkningens eksponering til hormonforstyrrende lægemidler, for eksempel gennem fremstilling af lægemidler med samme terapeutiske effekt, men med mindre eller intet indhold af hormonforstyrrende enantiomerer.
Projekttitel: Exploring the vulnerability of cancer stem cells to Auger-electrons
Bevillingsmodtager: Birgitte Brinkmann Olsen
Institution: Syddansk Universitet (University of Southern Denmark)
Bevilget beløb: 2.587.680 kr.
Projektbeskrivelse: Der findes ingen effektiv behandling af lungekræft, hvilket skyldes udvikling af resistens. Resistens udgør en stor udfordring, da den er medvirkende til, at patienten i sidste ende dør af sin kræftsygdom. I projektet vil vi isolere levedygtige kræftstamceller fra patienter med lungekræft. Kræftknuder har nemlig vist sig at indeholde små grupper af sjældne og aggressive kræftceller også kaldet kræft-stamceller. Disse er resistente mod almindelig behandling og for at kunne udvikle en effektiv behandling, er det nødvendigt også at slå kræft-stamcellerne ihjel. De isolerede kræftstamceller vil vi udsætte for bestråling med en såkaldt Auger-emitter, en isotop som udsender elektroner med meget kort rækkevidde. Isotopen sidder på en DNA-byggesten, som indbygges i DNA’et. Det betyder, at cellerne bestråles indefra, hvilket fører til omfattende og komplekse DNA-skader. Vi, og andre, har vist, at lungekræftstamceller og kræftstamceller fra andre kræftformer kan elimineres på denne måde, og vi ønsker nu at undersøge de cellulære mekanismer i kræftstamcellerne, og hvordan Auger-elektroner overkommer resistensen. Dettvil vi gøre både i celler og i mus, der får sprøjtet lunge kræft-stamceller ind. Projektet er således nødvendigt for udviklingen af mere effektiv behandling af lungekræft.
Projekttitel: Agrobacterium rhizogenes ORFs 11-15 SPEcific roles in Compact plant Traits: a phenotypic to transcriptomic approach (ASPECT)
Bevillingsmodtager: Henrik Vlk Lütken
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.543.040 kr.
Projektbeskrivelse: Kompakt vækst er en eftertragtet egenskab i prydplanteindustrien, som på nuværende tidspunkt opnås ved at anvende kemiske væksthæmmere. Adskillige strategier er blevet udført for at udnytte root oncogenic loci (rol) generne fra jordbakterien Agrobacterium rhizogenes som en metode til at udvikle miljøvenlige kompakte planter. Den primære årsag for dette er, at et stigende antal kemiske væksthæmmere bliver forbudt på grund af potentiel human- og økotoksicitet. Transformation med A. rhizogenes fører til dannelse af hårede rødder, som efterfølgende kan blive regenereret til hele planter, der ofte er kompakte og har øget indhold af sekundære indholdsstoffer. Det foreslåede projekt forsøger at associere genotyper med fænotypiske karakterer forårsaget af rol-gener og andre udvalgte åbne læserammer (ORF'er) fra A. rhizogenes i to økonomisk vigtige modelsystemer, prydplanten Kalanchoë og olieplanten raps. Dett vil blive foretaget vha. produktionen af plantelinjer med forskellige genkonstruktioner. Gennem Southern blotting, qPCR og RNA sekvensering vil kopi-numre og ekspressionsniveauer blive bestemt. Endelig vil mål for de valgte ORF proteiner blive bestemt ved RNA-sekvensering. Kombineret med en fænotypisk karakterisering vil disse resultater give den nødvendige information til at belyse den specifikke funktion af de udvalgte rol-gener og således forbedre den nuværende mangel på viden om, i hvilket omfang de forskellige ORF’er bidrager til den kompakte plantevækst.
Projekttitel: Fundamental understanding of viscoelastic flow instabilities: The key to FUTURE filament based 3d-PRINTers (FUTUREPRINT)
Bevillingsmodtager: Jon Spangenberg
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.568.928 kr.
Projektbeskrivelse: Målet med dette studie er at udvikle en avanceret computermodel, der kan anvendes til at forbedre filamentbaseret 3D printning, en af verdens hurtigst voksende fabrikationsprocesser. Det, der i høj grad begrænser processens performance for så vidt angår præcision og produktivitet, er det varierende materialeflow gennem printerhovedet, som forekommer, når der printes med en øget hastighed eller med et mindre printerhoved for at forbedre detaljeringsniveauet. Årsagen til dette ikke-konstante materialeflow er stadig ikke helt forstået rent fysisk, men det er evident, at det resulterer i en forringelse af det endelig produkts geometriske og mekaniske egenskaber. Nye undersøgelser tyder på, at det skyldes såkaldte visko-elastisk inducerede flowinstabiliteter, og dette projekt har derfor til hensigt at adressere denne problemstilling ved at kombinere nyligt udviklede, avancerede matematiske modeller for de forskellige fysiske aspekter af materialeflowet inde i printerhovedet og bruge dette sammen med computerbaseret optimering. Hvis det lykkes, vil der være skabt et helt nyt værktøj, som kan optimere procesparametrene i filamentbaseret 3D printning.
Projekttitel: The Role of Aluminum in Calcium Silicate Hydrate Phases of Hydrated Portland Cement Blends
Bevillingsmodtager: Jørgen Skibsted
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.506.283 kr.
Projektbeskrivelse: Calcium-silikat-hydrater (C-S-H) er den vigtigste styrkegivende komponent i hærdnet Portland cement, hvor C-S-H dannes som en amorf fase. Produktionen af Portland cement udgør en væsentlig del af den menneskeskabte CO2-udledning (5 – 7%). I forsøg på at reducere CO2-udledningen udvikles der nye cementblandinger, hvor cementen er delvist erstattet med andre reaktive materialer. Disse ’supplerende cement materialer’ (SCM) har ofte et højt indhold af aluminium (Al), hvilket forårsager en betydelig indbygning af Al gæst-ioner i C-S-H fasen. Projektets formål er at lokalisere Al i C-S-H strukturen og kvantitativt bestemme mængden af Al i disse sites som funktion af C-S-H fasens sammensætning (Ca/Si forhold) og substitutionsgrad (Al/Si forhold). Det vil ske ved hjælp af faststof NMR spektroskopi, og resultaterne herfra vil blive indbygget i termodynamiske modelleringsteknikker, som anvendes til at forudsige, hvilke faser der er stabile produkter i hydratiserede Portland cementblandinger. Det har hidtil ikke været muligt at inddrage mængden af Al i C-S-H fasen i disse beregninger, som cementindustrien anvender i deres udvikling af nye produkter. Den ny viden om Al i C-S-H strukturen og den forbedrede termodynamiske beregningsmetode vil skabe et bedre grundlag for at udvikle nye cementblandinger med lavere CO2-emission. Metoden vil blive testet og anvendt på industrielle Portland-cement – SCM blandinger fra Aalborg Portland A/S og FLSmidth A/S, som begge er tilknyttet projektet.
Projekttitel: Getting the most out of magnetocaloric materials for high efficiency refrigeration
Bevillingsmodtager: Kaspar Kirstein Nielsen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Magnetisk køling er en effektiv måde at køle på, hvor der ikke bruges drivhusgasser som kølemiddel, men i stedet bruges faste magnetiske materialer. Disse materialer varmer op, når man påtrykker et magnetfelt på dem og køler ned, når feltet fjernes. Denne proces, den magnetokaloriske effekt, er reversibel, hvilket betyder, at energi-effektiviteten i systemet kan blive højere end i konventionel køling. For at realisere magnetisk køling som en kommerciel teknologi, er det nødvendigt blandt andet at udvikle sofistikerede magnetiske materialer. Det har dog vist sig, at disse materialers relevante egenskaber bliver dårligere, når de produceres i større mængder i forhold til små laboratorieprøver. Denne forskel er meget vigtig at få reduceret, og dette projekt vil fokusere på at forstå, hvorfor materialernes egenskaber reduceres og dermed bane vejen for at forbedre dem. I projektet vil vi kombinere meget avanceret modellering med verdensførende eksperimenter, som vil blive udført henholdsvis på DTU Energi og hos to internationale partnere Imperial College London (UK) og Ames National Laboratory (USA). Derudover vil det tyske firma Vacuumschmelze GmbH bidrage med materialer, da de allerede har en produktion af nogle af de mest lovende magnetokaloriske materialer i gang.
Projekttitel: The melting tablet: a new concept for the delivery of poorly soluble drugs
Bevillingsmodtager: Korbinian Löbmann
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.524.818 kr.
Projektbeskrivelse: Et stigende antal nye lægemiddelkandidater har begrænset biotilgængelighed på grund af lav opløselighed i mave- og tarmvæsken. Efter oral indtagelse af en tablet skal lægemidlet være i opløsning for at kunne permere tarmvæggen og nå blodkredsløbet. Hvis ikke, vil lægemidlet passere mave-tarmkanalen ligesom en sten uden at realisere sin virkning. Derfor udgør en forøgelse af opløseligheden af disse lægemidler en af de største udfordringer i den farmaceutiske videnskab og forskning. En lang række forskellige formuleringsprincipper såsom lipidbaserede og amorfe lægemiddelformuleringer er blevet udviklet til netop dette formål, men til trods for stor interesse er udbredelsen af disse formuleringer stadig begrænset på grund af den dårlige fysiske og kemiske stabilitet forbundet med henholdsvis den amorfe og opløste form af lægemidlet. I dette projekt vil vi udvikle en ny formulering, der ved brug af dybe eutektiske solventer (DES) muliggør oral administration af tungtopløselige lægemidler i fremtiden. Et DES er en blanding af to sikre organiske stoffer med et lavt smeltepunkt og en høj opløselighedskapacitet. Ved at bruge et DES med et smeltepunkt omkring kropstemperatur er det muligt at fremstille en formulering, hvor lægemidlet er fast/krystallinsk ved stuetemperatur og opløst i DES ved kropstemperatur. Derfor vil lægemidlet blive leveret i tyndtarmen allerede i opløsning og dermed være tilgængelig for absorption uden at kompromittere den fysiske eller kemiske stabilitet.
Projekttitel: Athermal Silicon Waveguide Platform for Temperature-Insensitive Photonic Integration
Bevillingsmodtager: Lars Hagedorn Frandsen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.591.158 kr.
Projektbeskrivelse: Internettet forbinder alverdens mennesker via en infrastruktur af optiske kommunikations netværk, hvori ca. 40% af energiforbruget i data-transceiverne bruges på temperatur-stabilisering. I 2020 vil ca. 30 milliarder ’ting’ også være forbundet via Tingenes Internet, som muliggør alt fra overvågning til trafikstyring og ressourcehåndtering bl.a. vha. smarte optiske sensorer, som også kræver temperatur-stabilisering. Derfor vil trafikken på Internettet vokse eksplosivt og koste flere ressourcer, end samfundet bæredygtigt kan klare. For nyligt er det blevet foreslået at hybridisering af materialer i data-transceivernes komponenter kan fjerne behovet for temperatur-stabilisering, som kan reducere Internettets energiforbrug dramatisk og øge følsomheden af smarte optiske sensorer med størrelsesordener. Målet med dette projekt er (1) at udforske, udvikle og fremstille en atermisk silicium bølgeleder platform, som (2) først verificeres i ultra-hurtige ikke-lineære optiske kommunikations eksperimenter. Dernæst vil projektet (3) anvende platformen til realiseringen af ultra-følsomme integrerede optiske biosensorer samt (4) demonstrere platformens atermiske overlegenhed i stabile midt-infrarøde frekvens kamme. Projektet vil kombinere egne ekspertiser indenfor design, fabrikation og karakterisering af nanofotoniske komponenter med den nationale partners ekspertise indenfor biomedicin og den internationale partners teoretiske styrke og adgang til midt-infrarødt karakteriserings udstyr.
Projekttitel: Selective Prodrugs for the Treatment of Rheumatoid Arthritis
Bevillingsmodtager: Mads Hartvig Clausen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.589.516 kr.
Projektbeskrivelse: Dette projekt handler om udvikling af bedre medicin til leddegigt (reumatoid artritis). Leddegigt er en autoimmun sygdom, som vi i dag hverken kan forklare årsagen til, endsige kurere. Behandlingen består af anti-inflammatorisk medicin, som afhjælper de smerter, der er forbundet med sygdommen. Som med megen medicin er der desværre bivirkninger knyttet til den livslange behandling, hvilket vi ønsker at minimere eller (ideelt set) helt eliminere med vores nye idé. I projektet vil vi fremstille en modificeret version af den medicin, som patienter med leddegigt behandles med i dag. Ændringerne består i, at det nye lægemiddel vil være inaktivt i kroppen, indtil det er blevet transporteret frem til de syge led. Her vil det blive aktiveret på grund af det lokale, oxiderende miljø og dermed udøve sin smertestillende, anti-inflammatoriske effekt. Det nye lægemiddel vil ikke have nogen effekt andre steder i kroppen, hvorfor der vil være langt færre bivirkninger med denne behandling, sammenlignet med den eksisterende. Forskningsprojektet vil foregå i Center for Nanomedicin og Teranostik på DTU i samarbejde med Complutense Universitetet i Madrid, Spanien. Tilsammen har forskerholdet megen erfaring med leddegigt og denne type ”latente lægemidler”, som aktiveres ved kontakt med sygt væv. Vi forventer, at projekt på under tre år leverer prækliniske resultater, der vil tillade hurtig klinisk udvikling af det nye lægemiddel mod leddegigt.
Projekttitel: Antibody engineering facilitated by avidity
Bevillingsmodtager: Magnus Kjærgaard
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.591.605 kr.
Projektbeskrivelse: Antistoffer er proteiner fra immunsystemet og bruges til behandling og diagnostik af mange sygdomme. Derfor er antistoffer den hurtigst voksende gruppe af medikamenter, og udvikling af gode antistoffer er derfor nødvendigt for udviklingen af fremtidens medicin. Et antistof-molekyle har mindst to områder der binder til deres “target”, hvilket giver en stærkere binding end et enkelt bindingsområde alene. Dette fænomen hedder aviditet, og på trods af dets store praktiske betydning i bioteknologi, forstår vi det ikke kvantitativt. Det forhindrer rationel brug af aviditet i udviklingen af nye antistoffer. I projektet vil vi optage et stort datasæt for binding af antistoffer til bivalente molekyler og bruge disse data til at udvikle en web applet, der kan forudsige aviditet for antistoffer. Dermed vil vi bibringe både den teoretiske viden, og de praktiske værktøjer nødvendige for at udnytte aviditet i udviklingen af nye medikamenter.
Projekttitel: In Situ Raman Analysis of Resorbable and Drug Loaded 3D printed Implants
Bevillingsmodtager: Martin Aage Barsøe Hedegaard
Institution: Syddansk Universitet (University of Southern Denmark)
Bevilget beløb: 2.570.400 kr.
Projektbeskrivelse: Formålet med projektet er at fremme vores viden brugen af 3D printede implantater i kroppen ved hjælp af nye optiske teknikker. Vi vil i projektet lave funktionaliserede 3D implantater og ved at bruge Spatially Offset Raman Spektroskopi (SORS) kunne følge udviklingen af et implantat in vivo. Brugen SORS i kombination med andre optiske og biokemiske teknikker har potentialet til at gøre udviklingen af nye personaliserede implantater meget hurtigere og med meget lavere omkostninger end de nuværende alternativer. Med udgangspunkt i kalcium baserede implantater vil vi blive brugt til at udvikle en række nye funktionaliserede biomaterialer med en sammensætning, der efterligner funktionen af normalt væv. Implantater bestående af disse biomaterialer vil så blive 3d printet i former, der kan skræddersyes til en patient ved at bruge CT-scanninger af patienten. Ved at skabe og karakterisere et levende patient tilpasset vævsimplantat forventer vi at kunne forbedre behandlingen af sygdomme som traume, medfødte defekter og kræft i kraniet og ansigtet.
Projekttitel: GIGA - Gas Interchange between Groundwater and Air
Bevillingsmodtager: Massimo Rolle
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.591.424 kr.
Projektbeskrivelse: Udveksling af gasarter og energi mellem jorden og atmosfæren er et afgørende element af vandkredsløbet. Udvekslingen af ilt, kuldioxid og metan påvirker for eksempel klimaet, udviklingen af mængden og kvaliteten af grundvand og spredning af forurening og næringsstoffer. Formålet med projektet er at undersøge bevægelsen af ilt og kuldioxid mellem atmosfæren og grundvand. Undersøgelsen vil blive baseret på laboratorieforsøg, som gennemføres under kontrollede fordampningsforhold. Laboratorieforsøg med høj detaljegrad vil blive udført for at kvantificere dynamikkerne for ilt- og kuldioxidudveksling under tidsafhængige grænsebetingelser for varme og varierende vindhastighed ved jordoverfladen. Forsøgene vil også undersøge, hvilken rolle mikroorganismer, der forbruger ilt og producerer kuldioxid, spiller for udvekslingen af disse gasarter. Endeligt vil numeriske modeller blive udviklet for at evaulere forsøgsdata. Projektet vil levere de første detaljerede data for udvekslingen af gasarter mellem atmosfæren og grundvand. Modellerne vil blive anvendt til at evaluere gasudveksling og organiske forureningers nedbrydningsrater på forurenede grunde og vil desuden være anvendelige til andre miljømæssige formål som for eksempel kvantificering af drivhusgasudledning fra lossepladser.
Projekttitel: CHLO-RIDD - Avoiding toxicity of chloroplast metabolons by hijacking a eukaryotic stress response
Bevillingsmodtager: Mathias Pribil
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.555.976 kr.
Projektbeskrivelse: Metoder med det formål at konvertere kloroplaster i alger og planter til cellulære biofabrikker, der kan producere kemikalier med kommerciel relevans, vinder i stigende grad frem. Men manglende koordinering i ekspression af biosynteseveje (syntetiske metaboloner) fører ofte til, at giftige mellemprodukter akkumulerer med celledød og begrænset produktivitet til følge. Projektet har til mål at undersøge muligheden for at begrænse mængden af giftige mellemprodukter, der produceres af syntetiske metaboloner udtrykt i organeller som kloroplaster. Det opnås ved at introducere en signalvej fra eukaryote celler, der kan føle og begrænse cellestress ved dynamisk at nedregulere proteinsyntese (UPR – udfoldet protein respons). Det vil vi gøre ved at udnytte et nøglemodul i UPR, den inositol-krævende enzyme 1 (IRE1)-afhængige mRNA nedbrydelse (RIDD). Vi vil bruge IRE1-RIDD modulet til at finjustere forhold mellem nøgleenzymer i syntetiske metaboloner og derved reducere produktionen af giftige mellemprodukter. Forskningsprojektet vil således udvide den fælles værktøjskasse af regulerende moduler, der kan bruges til syntesebiologi i planter. Det vil hermed tilvejebringe en platform, hvorfra man kan udvikle metoder til at finjustere stofskifte flux igennem dynamisk regulering af protein ekspression.
Projekttitel: 3D Nano-biointerfaces Capture Circulating Tumor Cells for Metastasis Prognosis and Modelling
Bevillingsmodtager: Menglin Chen
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.586.077 kr.
Projektbeskrivelse: Trods store fremskridt inden for cancerdiagnostik og behandling er cancer fortsat en af de førende dødsårsager på verdensplan. Den mest frygtelige besked cancerpatienter kan få er, at sygdommen har spredt sig, og mange patienter dør af en metastatisk tumor. Cirkulerende tumorceller (CTCs) er kendetegnende for cancerens invasive adfærd og er ansvarlige for udviklingen af metastaser. Det har været af stor betydning for cancerbiologien og den kliniske praksis, at de er blevet opdaget og analyseret. Men CTCs optræder ekstremt sjældent og indeholder heterogene subpopulationer, og det kræver meget følsomme og specifikke teknikker for at kunne identificere og fange CTCs med høj effektivitet. Ved hjælp af et team af forskere og i samarbejde med nogle af verdens førende laboratorier sigter vi mod at bygge nano-biogrænseflader med 3D egenskaber, som er specielt designet til at opfange, optælle og 3D-dyrke CTCs fra blod. Nøglen til dette er brugen af innovativ elektrospinning teknologi til omkostningseffektiv fremstilling af 3D biofunktionelle mikrofibrøse matrixer med nano-funktionaliseret ultra-store overfladearealer til A)at indfange CTCs til en prognose, og B)at ”huse” CTCs til udbredelse og opbygning af 3D-metastase modeller til testning af følsomhed og udvikling af personlige behandlingsstrategier. Et vellykket resultat vil gøre det muligt at bidrage til point-of-care diagnosticering og individuel behandling af forskellige cancertyper med ikke invasive og praktisk test i fremtid.
Projekttitel: Tailoring the Structure of Disordered Solids using Statistical Mechanics
Bevillingsmodtager: Morten Mattrup Smedskjær
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.576.561 kr.
Projektbeskrivelse: Glasmaterialer er afgørende for at løse en række nuværende og fremtidige udfordringer indenfor bl.a. energiteknik, forbrugerelektronik, transport, medicin og informationsteknologi. Traditionelt er nye glasmaterialer blevet designet ved den tidskrævende ”trial-and-error” metode, men topologisk begrænsningsteori har fornyligt vist sig at være et effektivt værktøj til at forudsige glasmaterialers egenskaber som følge af ændringer i den kemiske sammensætning. Teorien har revolutioneret hastigheden af designet af nye glasmaterialer med forudbestemte egenskaber, men kræver en detaljeret viden om glasstrukturen for det enkelte system, hvilket mindsker anvendelsesmulighederne. I dette projekt vil vi udvikle og implementere en ny metode baseret på statistisk mekanik til at forudsige glasstrukturen. Det har traditionelt været en vanskelig opgave, da atomerne i glas ikke sidder på rad og række som i faste, krystallinske stoffer, men derimod i en rodet struktur. Vi vil i projektet opbygge en database af entalpier for associationer mellem glassets forskellige delementer ved en kombination af modellering og eksperimenter, herunder især fast stof NMR spektroskopi. Den nye database vil blive koblet med eksisterende modeller for forudsigelse af f.eks. viskositet og hårdhed. Kombinationen af strukturdatabasen med topologisk begrænsningsteori har således store perspektiver indenfor alle områder af glasvidenskab og -teknologi.
Projekttitel: DeBaTe - Density-Based Techniques in Control Engineering
Bevillingsmodtager: Rafael Wisniewski
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.574.928 kr.
Projektbeskrivelse: At tilslutte apparater til internettet (Internet of Things eller på dansk tingenes internet) rummer den mulighed, at apparaterne kan samarbejde om at løse opgaver uden hjælp af en operatør. Når opgaverne bliver komplekse, så denne Internet of Things skal kunne tage hensyn til mangeartede, skiftende situationer i store, ofte globale systemer, opstår der det problem at de gængse computerbaserede styringsmodeller ikke slår til. De gængse modeller er baseret på en antagelse om lineære sammenhænge. I større, sammenhængende Internet of Things vil der ofte herske en ikke lineær dynamik. Der findes i dag ikke systematiske softwarebaserede værktøjer inden for ikke-lineær reguleringsteori. Industriens ingeniører er derfor henvist til at bruge tidskrævende trial-and-error teknik. DeBaTe projektet har som mål at ændre denne situation. Mere specifikt vil DeBaTe udvikle en reguleringsmetode, som kan håndtere systemer af systemer, samt udvikle et softwareværktøj skræddersyet til anvendelse i industrien. Anvendeligheden vil blive demonstreret ved at implementere de førnævnte beregningsmetoder i et optimeringsværktøj, samt anvende reguleringsmetoderne til trykstyring i et vandforsyningsnetværk. Ud over to virksomheder er yderligere fire universiteter i Danmark og i udlandet involveret i projektet.
Projekttitel: Remodeling in atrial fibrillation – establishing a new large animal model
Bevillingsmodtager: Rikke Buhl
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.533.880 kr.
Projektbeskrivelse: Forkammerflimmer (også kaldet atrieflimmer eller hjerteflimmer) er den hyppigste hjerterytmeforstyrrelse hos mennesker. Mere end 6 millioner europæere lider af sygdommen, og med den stigende levealder forventes op mod 25% af befolkningen at få sygdommen. Lidelsen er svær at behandle, når den bliver kronisk, og samtidig er der i de seneste år ikke godkendt nye lægemidler til behandling af sygdommen. Den begrænsede behandlingseffekt skyldes bl.a., at sygdomsudvikling og årsag er mangelfuldt belyst. En af forklaringerne er, at der ikke findes velegnede dyremodeller til at studere sygdommen i, idet de dyr, der traditionelt anvendes indenfor medicinsk forskning, ikke får forkammerflimmer. Hesten derimod er det eneste pattedyr, der ligesom mennesket også hyppigt lider af spontant opstået forkammerflimmer. Formålet med projektet er derfor at etablere og udvikle hesten som anerkendt dyremodel indenfor forkammerflimmer, hvor vi ønsker at udvikle en kronisk hjertemodel i heste. Ved at bruge hesten har vi en unik mulighed for at undersøge udviklingen af forkammerflimmer både elektrofysiologisk og strukturelt fra lidelsen begynder, indtil den permanent er etableret i hjertet. I samarbejde med to bioteknologiselskaber, ønsker vi at afprøve to helt nye medicinske præparater, som er målrettet specifikke ionkanaler i hjertets forkamre. Med denne nye dyremodel, håber vi, at projektet vil føre til banebrydende og effektiv behandling af den hyppigste hjertesygdom hos mennesker.
Projekttitel: COPL - COnsortia based Production of biochemicals from Lignocellulosic biomass
Bevillingsmodtager: Sheila Ingemann Jensen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 2.269.853 kr.
Projektbeskrivelse: Jordens ressourcer er under pres, og det er nødvendigt at finde nye bæredygtige løsninger, så vores begrænsede ressourcer kan bruges på en mere effektiv måde. I dette projekt er visionen at udvikle mikrobiologiske celle-fabrikker, som kan producere biokemikalier, der bliver brugt til at fremstille diverse ting i vores hverdag, såsom telefoner og computere, på en bæredygtig måde. Biomasse og eks. papir affald bliver anset for at have et signifikant potentiale til at kunne erstatte kemikalier, der pt. bliver produceret fra olie, men på grund af kompleksiteten af disse bio-ressourcer, tilstedeværelsen af lignin og strukturelle egenskaber af biomassen, er det også et vanskeligt substrat at omdanne til værdifulde kemikalier. I projektet vil vi udvikle en konsortium-baseret metode for at imødegå denne kompleksitet. Vi vil derigennem opfinde en ny mikrobiologisk platform, der kan bidrage til udviklingen af økonomisk rentable bioraffinaderier. Projektet vil blive lavet i samarbejde med Novozymes A/S og forskere fra Berkeley Universitet, USA og vil biddrage til at vi via biologisk katalyse i fremtiden vil kunne producere avancerede biokemikalier fra eks. halm og papir affald.
Projekttitel: Approximate Bayesian Computation in Radio Channel Modeling: a Step Towards Automated Calibration
Bevillingsmodtager: Troels Pedersen
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 2.590.254 kr.
Projektbeskrivelse: Præcis simulering er et vigtigt stykke værktøj for ingeniører, der designer fremtidens trådløse IKT- systemer. Sådanne simuleringer er muligt ved hjælp af modeller for udbredelsen af radio signaler, såkaldte radiokanalmodeller. Troværdigheden af simuleringerne afhænger dels af, hvor god modellen er, men også af hvor godt modellen kan kalibreres med måledata. Kalibrering er til tider en udfordrende manøvre på grund af, at modellernes struktur er indrettet netop til simulering, men vanskeliggør kalibrering ved normale statistiske metoder. Derfor kalibreres radiokanalmodeller i dag ved brug af skræddersyede heuristiske metoder, der udvikles til hver ny model – en betydelig indsats der, hvis modellen senere må forkastes, er forgæves. Projektet tager denne udfordring op ved hjælp af de såkaldte Approximate Bayesian Computation (ABC) teknikker, der er udviklet inden for andre forskningsgrene, så som populationsgenetik, men ikke tidligere har været anvendt til radiokanalmodellering. Målet er at undgå eksisterende kalibreringsteknikkers ulemper ved at udvikle generiske og automatiserede metoder og derigennem forbedre ingeniørernes simuleringsværktøjer.
Projekttitel: The Invention of New Catalytic Processes for the Conversion of Lignin to High Value Chemicals
Bevillingsmodtager: Troels Skrydstrup
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 2.515.745 kr.
Projektbeskrivelse: I dette forskningsprojekt vil vi undersøge den kemiske nedbrydning af lignin fra et helt nyt perspektiv, der samtidig generer højt funktionaliserede kemiske strukturer med stort kommercielt potentiale. Unikke katalysatorer vil blive udviklet med henblik på at kunne kløve kulstof–ilt bindinger, hvilket leder til den direkte depolymerisering af lignin. Samtidig skal de samme katalytiske systemer promovere dannelsen af nye kulstof–kulstof bindinger i én og samme reaktion. Denne sekvens af et bindings-kløvende med et binding dannede trin åbner muligheden for at indføre vigtige og værdi-skabende funktionaliteter i de opnåede produkter. Det er særligt det kulstof–kulstof binding dannende trin i metoden, der leder til helt nye klasser af kemiske strukturer, aldrig før opnået fra lignin, og dermed muligheden for nye processer i den kemiske industri. Et succesfuldt resultat af denne forskningsansøgning vil tilvejebringe ny fundamental forståelse for, hvordan katalyse kan transformere store biopolymerer med samtidig dannelse af værdifulde kemiske byggesten.
Projekttitel: ActFun: Activation of Silent Gene Clusters for Secondary Metabolite Production in Fungi using a Synthetic Biology Approach based on CRISPR/Cas9
Bevillingsmodtager: Uffe Hasbro Mortensen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 1.953.449 kr.
Projektbeskrivelse: Skimmelsvampe har potentialet til at producere enorme mængder ukendte sekundære metabolitter. Blandt disse vil der givetvist være både nyttige stoffer, der kan bruges i lægemiddelindustrien som nye medikamenter; såvel som giftstoffer, der kan skade både mennesker og kreaturer. Det er derfor vigtigt, at der bliver etableret et overblik over de stoffer, der kan produceres af skimmelsvampe. Når forskere forsøger at kortlægge, hvilke stoffer en svamp kan producere, så kompliceres det af, at generne bag det biosyntetiske maskineri ikke udtrykkes under laboratorieforhold. I svampeforskning er en af de vigtigste opgaver derfor at udvikle metoder, der aktiverer dette maskineri. Via bioinformatik er det nemt at identificere gener, der kan lede til produktion af ukendte svampestoffer, og opgaven er derfor at aktivere disse gener. I dette pionerprojekt er det vores hypotese, at vi kan konstruere og udtrykke funktionelle syntetiske transkriptionsfaktorer, der er designet til at aktivere udvalgte svampegener, som normalt er slukkede under laboratorieforhold. Projektet vil bevise, at denne hypotese er korrekt, ved at efterprøve metoden og identificere en række nye stoffer.
Projekttitel: Compositional Verification of Real-time MULTI-CORE SAFETY Critical Systems
Bevillingsmodtager: Ulrik Mathias Nyman
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 1.890.704 kr.
Projektbeskrivelse: Indlejrede software systemer er i stigende grad ansvarlige for menneskeliv. Det gælder f.eks. i selvkørende biler. Her er der også brug for stor beregningskraft i form af moderne multi-core processorer. Det er en udfordring, da de gængse teknikker til at undersøge, om alle deadlines bliver overholdt i et sådant system, er dårligt egnede til at undersøge multi-core-systemer. Formålet med forskningsprojektet MULTI-CORE-SAFETY er at udnytte moderne kompositionelle analyseteknikker til at analysere sikkerheden af multi-core-systemer. Resultaterne opnås ved at anvende mere detaljerede modeller af de enkelte dele i systemets tidslige opførsel og derefter analysere disse modeller kompositionelt,således at kompleksiteten ikke overstiger, hvad der kan analyseres. Projektet vil med et tigerspring øge præcisionen og detaljegraden af multi-core-systemer, der kan analyseres for, om alle deadlines altid vil blive opfyldt.
Projekttitel: Modeling pig entorhinal cortex development in a dish for creation of Alzheimer's disease relevant neurons
Bevillingsmodtager: Vanessa Hall
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.591.908 kr.
Projektbeskrivelse: Hos et menneske, som får Alzheimers sygdom, er den del af hjernen, som er vigtig for rumlig hukommelse og hukommelsesbearbejdning særligt hårdt ramt af sygdomme. I dette område findes nogle specielle nerveceller – også kaldet stellate celler – som af ukendte årsager dør tidligt i sygdommen. Vi undersøger disse celler nærmere, så vi kan finde ud af, hvorfor lige præcis de stellate celler dør tidligt. For første gang anvender vi en ny avanceret metode til at danne denne type celler fra Alzheimerpatienter. Først undersøger vi proteiner i grisehjernen på forskellige stadier, så vi kan identificere vækstfaktorer og andre molekyler, som er vigtige i de stellate cellers udvikling. Når vi har verificeret disse molekyler, bruger vi dem til at fremstille stellate celler, hvilket vil gøre det nemmere at lave en mere præcis model for tidlig AS in vitro.
Projekttitel: A Novel Archaeal Virus-Based Nanoplatform
Bevillingsmodtager: Xu Peng
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 2.590.637 kr.
Projektbeskrivelse: En innovativ nanoplatform baseret på archaeal vira: Udvikling af nye nanopartikler, der kan anvendes i forbindelse med medicinsk nanoengineering er af stor betydning. Vi har for nyligt, som de første i verden, vist, at archaeal vira genkendes og optages effektivt af humane cellelinjer. Denne gruppe af archaeal vira er blevet isoleret fra varme kilder med temperaturer omkring 80 ⁰C og pH omkring 3. De bevarer stabiliteten ved høje temperaturer, lav pH og modstår barske forhold som eksempelvis detergent behandling og frysning. Derudover er archaeal vira ikke patogene for mennesker. Disse egenskaber - kombineret med deres effektive genkendelse af humane celler - gør dem mere anvendelige end tidligere anvendte virale nanovektorer. Formålet med projektet er at få en forståelse af, hvordan virale nanopartikler pakkes og samles, hvilket baner vejen for udvikling af nanovektorer.
DFF-Forskningsprojekt 2
Projekttitel: SUSTAINABLE HYDROGELS FOR ENERGY GENERATION (SUSHY-ENERGY)
Bevillingsmodtager: Anne Ladegaard Skov
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.904.000 kr.
Projektbeskrivelse: Vandmænd opfattes i højere og højere grad som en plage på grund af deres stærkt stigende antal i verdenshavene. Samtidigt er vandmænd fra et materiale-perspektiv meget interessante, da de næsten udelukkende indeholder vand og alligevel har mekanisk styrke og formstabilitet. De består af såkaldte hydrogeler, som er hydrofile, krydsbundne polymerer kvældet op i vand. Dielektriske elastomerer (DE) består af krydsbundne polymerer i en sandwich-konstruktion med elektroder på begge sider, men hydrogeler har aldrig – til min viden – været succesfuldt forsøgt som DE. Det skyldes, at det elektriske felt over en hydrogel forventes at presse vandet ud af hydrogelen, hvorefter DE’en kortsluttes, fordi de to elektroder kommer i fysisk kontakt. Vand har dog en høj dielektrisk permittivitet og er derfor et ideelt materiale for den ønskede forøgelse af energitætheden i traditionelle DE materialer, som finder større og større anvendelser som energigeneratorer, der kan omforme mekanisk energi til elektrisk energi i eksempeltvist bølgehøstere og vibrationshøstere i produktionshaller. I projektet vil hydrogeler blive designet til at modstå den kortsluttende, makroskopiske sammenpresning forårsaget af det elektriske felt ved at efterligne vandmænds mikrostruktur med indbyggede fibre foruden at kugleformede partikler vil blive kemisk bundet ind i hydrogelen for at øge hydrogelens modstand mod sammenpresning.
Projekttitel: Strategies and Barriers to avoid the spread of Antibiotic Resistance genes during Wastewater Treatment
Bevillingsmodtager: Barth Smets
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.876.202 kr.
Projektbeskrivelse: SANDBAR er den første systematiske undersøgelse af spredning af antibiotikaresistens i spildevands rensningsanlæg. SANDBAR vil undersøge, hvilke processer og tekniske konstruktioner under traditionel spildevandsrensning, som påvirke spredning af antibiotikaresistens. En række nye teknologiske fremskridt inden for DNA sekventering og sortering af enkelt bakterieceller mærket med fluorescerende reporter gener vil i dette projekt blive anvendt til – for første gang - at afdække de vigtigste faktorer, der påvirker spredning af antibiotika-resistens. Det vil danne basis for nye retningslinjer for spildevandsrensning, der vil begrænse spredning af antibiotikaresistens relevante for menneskers og dyrs sundhed. Den hastigt stigende forekomst af resistente bakterier er ifølge WHO en globalt sundheds og sikkerhedstrussel, som kræver en målrettet indsats på tværs af offentlige sektorer og samfundet som helhed. SANDBAR vil bidrage med fundamental vigtig viden for etablering af globale strategier og tiltag på folkesundhedsområdet for at standse spredning af antibiotikaresistens.
Projekttitel: Advanced Damage Models with InTrinsic Size Effects
Bevillingsmodtager: Christian F. Niordson
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.073.606 kr.
Projektbeskrivelse: Forskningsprojektet vil bringe forståelsen og den matematiske modellering af duktilt brud i metaller til et anvendeligt niveau for praktiske problemstillinger, så udviklingstiden af nye materialer og produkter bliver kortere. Nuværende modeller for skade i materialer tager ikke hensyn til de grundlæggende størrelseseffekter i metaller, som man er blevet opmærksom på indenfor de sidste årtier. Det har vist sig, at i mange sammenhænge gælder, at 'mindre er stærkere', og denne overraskende størrelseseffekt har afgørende indflydelse på skademekanismer i metaller. Duktilt brud optræder her som følge af porøsitetsudviklingen på mikroskala under deformation. Denne udvikling af porøsitet afhænger af størrelsesskalaen, som den udspiller sig på, og denne effekt vil blive inkluderet i nye materialemodeller, som skal skabe grundlaget for præcise forudsigelser af sammenhænge mellem mikrostruktur og styrkeegenskaber. Projektet tager udgangspunkt i moderne mikromekaniske materialemodeller i samspil med avancerede eksperimentelle metoder som røntgen-tomografisk undersøgelse af porøsiteten i metaller samt undersøgelse af materialehårdhed ved hjælp af nano-indentering. Det ultimative mål for forskningsprojektet er, på dette grundlag, at udlede matematiske sammenhænge mellem et metals mikrostruktur og brudegenskaber. De udviklede modeller vil blive implementeret i praktisk anvendelige analyseværktøj til gavn for industrier relateret til materiale- og produktudvikling.
Projekttitel: Cell-Less Wireless Networks (CELEST)
Bevillingsmodtager: Elisabeth Gloria De Carvalho
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 5.876.179 kr.
Projektbeskrivelse: CELEST projektet adresserer en større forstående revolution indenfor trådløse netværk, hvor dagens æra med celle-centrerede netværk forlades og en ny æra med celle-løse netværk påbegyndes med udsigt til ekstraordinære gevinster i datahastigheder og energieffektivitet. Målet for CELEST er integrationen i denne nye arkitektur af basisstationer med såkaldte massive antenne-arrays, som spiller en central rolle i 5G trådløse netværk. I et celle-løst design er basisstationerne forbundet via kabelforbindelser til en central enhed, som behandler radiosignalerne. Transporten af store datamængder imellem den centrale enhed og de massive antenne-arrays udgør en større forhindring for en vellykket integration. Projektets kerneidéer hviler på en opdeling af behandlingen af massive array data imellem basisstationen og den centrale enhed. De nyskabende idéer udnytter specifikke egenskaber ved massive arrays og sikrer en høj ydelse, samtidigt med at implementeringsomkostninger og omfanget af datatransporten holdes nede.
Projekttitel: Non-obvious antibiotic resistance genes in therapy and diagnostics
Bevillingsmodtager: Hanne Ingmer
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.384.024 kr.
Projektbeskrivelse: Antibiotika-resistens er i stigende grad et globalt problem. Selvom mange års forskning har givet dybdegående indsigt i, hvordan antibiotika virker og resistens opstår, oplever vi, at antibiotika-behandlinger fejler. Hypotesen i dette projekt er, at vores tidligere forståelse af resistens er for simpel. Vi foreslår, at resistens ikke kun skyldes de traditionelle antibiotika-resistens gener, men også mutationer, som opstår i en ny klasse af gener, vi har døbt ”non-obvious resistance genes”. Disse gener er normale bakterie-gener, som ved mutation indgår i et samspil med de traditionelle resistens mekanismer, og som bidrager til at resistens opstår og bevares. Grunden til at vi ikke tidligere har været opmærksom på disse gener er, at vi har savnet de rette biologiske og bioinformatiske redskaber. I dette projekt vil vi udvikle disse redskaber og på basis af meget vel-karakteriserede bakterie samlinger finde og karakterisere ”non-obvious resistance genes” i to bakteriearter, der er velkendte for at udvikle resistens. Resultaterne kan på sigt anvendes til diagnostik af resistensudvikling og dermed til mere avanceret antibiotika-behandling. Bag projektet er en forskergruppe med stærke rødder i antibiotika-resistensudvikling samt i bioinformatik. Placeret på KU, DTU, Rigshospitalet og Statens Serum Institut og med stærke internationalt samarbejdspartnere samt deltagelse af virksomheden 1928disgnostics har projektet de bedste forudsætninger for at skabe skelsættende resultater.
Projekttitel: Phosphorus capture and recycling by magnetically anchored single sheet sorbents (MagS3)
Bevillingsmodtager: Hans Christian Bruun Hansen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.777.240 kr.
Projektbeskrivelse: Fosfat (P) anvendes som gødning i landbruget og er en begrænset ressource på EU's liste over kritiske råstoffer. Samtidig forårsager udvaskning af P fra landbrugsjorde eutrofiering af vandmiljøet. MagS3 projektet udvikler et nyt koncept, hvor P i vandmiljøet opsamles af højreaktive magnetiske nanomaterialer, der derefter indfanges af et magnetfelt, og den bundne P genindvindes. Projektet spænder fra fundamental design af nanomaterialer til pilotskala-test af P-fjernelse på afløbsvand. Filtermaterialet er baseret på udvikling af nye 2D-materialer baseret på metaloxid-lag (”single sheet metal oxides”, SSMO’er) eksfolieret fra lagdelte mineraler og kemisk modificeret for optimal P adsorption. SSMO’erne binder P hurtigt, selektivt og effektivt på grund af deres ekstremt store overfladeareal og kemiske egenskaber. Filtermaterialet MagS3, der består af SSMO’er kombineret med et magnetisk bærermateriale, kan derved indfanges (elektro)magnetisk. I projektet udvikler vi de mest effektive SSMO’er ved at bestemme deres egenskaber på atomart niveau ved brug af state-of-the-art måleteknikker og design af syntesemetoder til forankring af SSMO’er på magnetit. De mest lovende MagS3 materialer testes i et pilotanlæg på afløbsvand. Projektet financierer to postdocs og er et samarbejde mellem Københavns Universitet, Syddansk Universitet, Vandcenter Syd og Veolia, med internationale partnere fra Université Lorraine, Université Blaise-Pascal og Virginia Tech.
Projekttitel: Data Science on the Desktop
Bevillingsmodtager: Ira Assent
Institution: Aarhus Universitet
Bevilget beløb: 5.867.899 kr.
Projektbeskrivelse: Data science develops methods for analyzing data collected from applications as diverse as business decision making, genome analysis, or movie recommendations. The promise is that this will allow us to understand the (digital) world around us to a much better degree. The current solutions, however, are still designed for single core computers. In modern laptops or desktop computers, however, we have access to several cores, and can even use the graphics card for non-graphical computations. In this project, we exploit the enormous potential for fast and scalable data science by creating solutions that make use of the compute power available in standard computers. We develop general strategies that allow us to make existing solutions much faster by using more of the available hardware resources. We build and evaluate prototypes to demonstrate dramatically faster data science results on standard computers.
Projekttitel: The "Spin Bank" – turning electron spin on and off
Bevillingsmodtager: Jan Henrik Ardenkjær-Larsen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.009.807 kr.
Projektbeskrivelse: Hyperpolariseret Magnetisk Resonans er en ny medicinsk billeddannelsesmodalitet med potentiale til at revolutionere diagnostisk radiologi. Metoden er muliggjort af en mere end 100.000 ganges forstærkning af signalet fra bio-prober, som kan injiceres i patienter. Det giver mulighed for at følge sygdomsprocesser på det biokemiske niveau og dermed stille en sikrere diagnose og følge behandlingsresponset for den enkelte patient. De første kliniske studier i patienter med prostatakræft har vist, at metoden potentielt er meget effektiv til at detektere aggressive former. Dermed kan patienten komme i rette behandling i tide. I projektet vil vi udvikle hyperpolariseringsmetoden, således at nye bio-prober med kraftigere signal bliver mulig. Samtidig vil også udvikle metoden således at teknologien enklere og billigere kan udbredes til flere hospitaler og komme patienter til gavn.
Projekttitel: FUNGAL FLOW-BATTERY FOR STORING SUSTAINABLE ENERGY
Bevillingsmodtager: Jens Laurids Sørensen
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 5.477.743 kr.
Projektbeskrivelse: Danmark er verdensførende inden for produktion af vedvarende energi. En af udfordringerne ved vindmøller og solceller er at produktionen er varierende, samt at strømmen ikke altid produceres når behovet er størst. Der er derfor et stort behov for at udvikle systemer der kan lagre den producerede strøm indtil der er behov for den. Et af de mest lovende systemer er genopladelige flow-batterier, hvor energien opbevares i væsker i store tanke. Flow-batterier har været kendt i flere årtier, men først inden for de seneste par år er det blevet en realistisk løsning. Dette skyldes udvikling af flow-batterier baseret på quinoner, som er organiske stoffer der kan lagre energi i form af kemiske bindinger. Indtil nu er disse quinoner udvundet fra olie, hvilket går imod den bæredygtige tankegang bag den vedvarende energi. Løsning kan findes ved at kigge på skimmelsvampe, da de er i stand til at producere en lang række forskellige quinoner i så høje koncentrationer, at det kan være en økonomisk rentabelt. I projektet vil vi identificere de mest velegnede naturligt forekomne svampe-quinoner gennem computer simuleringer og tests i vores lab-skala flow batteri. Gennem genetiske analyser vil vi identificere de gener som er ansvarlige for produktionen af de fire bedste quinoner og flytte dem over i en produktionsstamme. Herfra vil quinonerne blive produceret i gram skala og brugt til at udvikle en demonstrations flow-batteri baseret udelukkende på svampe-quinoner.
Projekttitel: Intelligibility-Aware Hearing Assistive Devices
Bevillingsmodtager: Jesper Jensen
Institution: Aalborg Universitet
Bevilget beløb: 5.255.449 kr.
Projektbeskrivelse: Talekommunikation foregår i stigende grad i støjfyldte omgivelser. Eksisterende hørehjælpemidler, f.eks. headsets til talekommunikation i kraftig baggrundsstøj og hjælpemidler til svagthørende såsom høreapparater, høreimplantater, osv., har til formål - via avanceret signalbehandling - at reducere baggrundsstøjen, og gøre talesignalerne klarere, så de lettere kan forståes. Desværre virker disse eksisterende hjælpemidler ikke tilstrækkeligt godt i mange dagligdags situationer. Projektet er baseret på fremskridt indenfor statistisk signalbehandling, maskinlæring, og modeller af den menneskelige hørelse. Projektet sigter mod at udvikle signalbehandlingsmetoder, som ved at forudsige hvor stor en del af talesignalet en bruger kan forstå i en given situation, herefter kan justere signalbehandlingen, således at forståeligheden maksimeres. Projektet er et samarbejde mellem internationalt førende forskere fra Aalborg Universitet, Imperial College London, Oldenburg Universitet, og høreapparatsvirksomheden Oticon.
Projekttitel: Green chemical production using ecological control strategies
Bevillingsmodtager: Krist Victor Bernard Gernaey
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.520.264 kr.
Projektbeskrivelse: Progressionen af klimaændringerne og svindende beholdninger af fossile brændstoffer skaber et stærkt behov for at forske i bæredygtige biobaserede produktionsprocesser. State-of-the-art bioraffinaderi platforme er dog baseret på mikrobielle renkulturer, der kræver dyre sterile driftsbetingelser og mangler en tættere integration af ressource- og energiudnyttelse. Øko-bioteknologi i blandede kulturer er i dette projekt udforsket som en alternativ metode til at konvertere lav-værdi-råvarer og affaldsstrømme i høj værdi grønne kemikalier og biobrændstoffer som biobutanol. Nye økologiske reguleringsstrategier, nye biosensorer, og nye procesmodeller er nødvendige til at gøre det muligt. Disse nye udfordringer tackles ved at udvikle den første generaliserede modelleringsplatform for grøn kemisk produktion og ved at demonstrere nye produktionsstrategier på lab-skala. Nye sensorer vil blive afprøvet og anvendt til at understøtte denne udvikling på pilotskala. Alle software-værktøjer bliver frit tilgængelige for at understøtte global videnudveksling mellem industri og forskning. Konsortiet består af Danmarks Tekniske Universitet (DTU), Lunds Universitet (Sverige), Delft University of Technology (Holland), Technische Universität Berlin (Tyskland), University of Queensland (Australien), og Novozymes A/S (Danmark) som industriel slutbruger. Konsortiet kombinerer enestående ekspertise i modellering, automatisering og regulering, bioproces design og bioteknologi af blandede kulturer.
Projekttitel: Designer venoms for discovery of novel bioactive compounds
Bevillingsmodtager: Lars Ellgaard
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.583.746 kr.
Projektbeskrivelse: Det overordnede mål med projektet er at udvikle en ny platform til produktion og identifikation af bioaktive stoffer baseret på “mini-proteiner” (såkaldte conotoksiner/conopeptider) fra keglesnegles gift til biomedicinsk og bioteknologisk anvendelse, samt i forskningen. Conotoksiner produceres af giftige marine keglesnegle. Conotoksinerne binder ionkanaler og receptorer på nerveceller og dræber herved sneglenes byttedyr. På grund af deres høje bindingsspecificitet er flere conotoksiner under udvikling som lægemidler til behandling af neurologiske sygdomme og bruges hyppigt i forskningsøjemed. En fuld udnyttelse af conotoksinernes potentiale vanskeliggøres imidlertid af udfordringerne forbundet med at isolere dem fra sneglenes gift samt ved at syntetisere dem kemisk (en dyr og ineffektiv proces). Her vil vi udnytte vores ekspertise indenfor transkriptom-sekventering, oxidativ protein-foldning af conotoxiner samt deres rekombinante ekspression i E. coli til at etablere en platform for fremstilling af kunstige conotoksin gift-blandinger. Vores strategi vil indfri conotoksinernes potentiale ved at strømline hele processen fra identifikation af nye interessante conotoksinsekvenser over deres rekombinante ekspression og oprensning, til identifikationen af nye bioaktive stoffer gennem en række forskellige aktivitetstests. High-throughput aktivitetstests vil blive udført i samarbejde med projektets industrielle partner Nanion Technologies.
Projekttitel: EcoTech: From ecology to technology - Unraveling of the bioactive potential of marine bacteria
Bevillingsmodtager: Lone Kirsten Gram
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.882.456 kr.
Projektbeskrivelse: Hvis vi i fremtiden skal kunne behandle mikrobielle infektioner, må vi finde nye antibiotiske stoffer, da mikroorganismer med stor hast bliver resistente overfor eksisterende stoffer. Naturen er fortsat vores bedste kilde til nye og kemisk komplekse bioaktive stoffer, og jord- og plantebakterier har været kilde til mange antibiotika. Formålet med dette projekt er at udnytte en hidtil sparsomt udforsket ressource til udvikling af nye bioaktive stoffer: marine mikro-organismer, der danner stoffer, som kemisk er forskellige fra stoffer dannet af landjordens organismer. Analyse af mikroorganismers genomer har vist, at de indeholder langt flere grupper af genclustre, der koder for bioaktive stoffer, end hidtil fundet ved bioaktivitetstest. Metoder, hvorpå disse ”silent gene clusters” kan bringes til udtryk, er under intens udforskning. Da generne konstant nedarves og overføres i mikrobernes naturlige miljø, er det vores hypotese, at brug af naturlige kulstofkilder og bakteriesignaler vil medføre gen-udtryk. Projektet er tværdisciplinært og baseres på ekspertise indenfor bakterie-fysiology, marin økologi og naturstofkemi med brug af genom- og transkriptomanalyse samt LC-MS/MS og NMR. Projektets strategi er universel og kan benyttes til udnyttelse af andre uudforskede mikroorganismer. Samlet vil både projektets strategi og de stoffer, der frembringes, være til nytte for den bioteknologiske industri og for samfundets fremtidige muligheder for at kontrollere infektiøse sygdomme
Projekttitel: Inhibition and control of Maillard reactions in dairy foods by plant polyphenols
Bevillingsmodtager: Marianne Nissen Lund
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.903.427 kr.
Projektbeskrivelse: Maillard-reaktioner forekommer i de fleste varmebehandlede fødevarer og giver anledning til aromaudvikling under f.eks. stegning af kød og bagning af brød. I mejeriprodukter er Maillard-reaktioner uønskede, da de giver anledning til tab af ernæringsmæssigt vigtige aminosyrer, udvikling af dårlig smag, der giver forringet holdbarhed, samt dannelse af ”avancerede glykerings-slutprodukter” (AGE), som fremmer sygdomme, der er associeret med inflammatoriske tilstande såsom diabetes, hjerte-karsygdomme og leddegigt. Mejeriprodukter er særligt følsomme for Maillard- reaktioner, da de indeholder meget protein og sukker, som indgår i Maillard-reaktioner, og fordi de varmebehandles (pasteuriseres) for at undgå bakterievækst og opnå en bedre holdbarhed. Der findes ingen brugbare strategier for industrien til at bremse Maillard-reaktioner i mejeriprodukter, og denne udfordring eksisterer også for en række andre industrielt fremstillede fødevarer. I dette projekt vil vi udvikle en grundlæggende forståelse for, hvordan Maillard-reaktioner I mejeriprodukter kan hæmmes og kontrolleres af naturligt forekommende polyphenoler fra planter, som allerede anvendes som antioxidative ingredienser i dag. Vi vil opnå dybere forståelse af reaktionsveje for polyphenoler i fødevarer for at undgå uønskede sidereaktioner såsom misfarvning og udfældning, som er nødvendigt for at kunne udvikle sundere og bedre fødevareprodukter med lang holdbarhed.
Projekttitel: CoolMod – Two-phase cooling of power modules
Bevillingsmodtager: Martin Ryhl Kærn
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.472.346 kr.
Projektbeskrivelse: Effektmoduler med halvledere til højspænding er hjertet i mange vedvarende energiteknologier såsom vindmøller, solkraftværker og el-biler og spiller en afgørende rolle i opnåelsen verdens klima-målsætninger. Køling er essentiel for effektmodulernes levetid og fremtidig prisminimering. Projektet omhandler anvendelse af et fordampende fluid (to-fase strømning) i microkanaler til køling af effektmoduler. Målet er at øge køleeffektiviteten fire gange ift. nuværende teknologi, der anvender en-fase væskekøling uden fordampning. Ydermere vil mikrokanalerne belægges med nano-overfladestruktur, der intensiverer bobledannelse og forventes at kunne forbedre varmeovergangstallet yderligere. Den forbedrede køling vil reducere arbejdstemperaturen i effektmoduler markant, ligesom temperatur-fluktuationer pga. ændringer i effektforbrug minimeres, hvilket betyder, at levetiden af effektmoduler forøges væsentligt. Trenden i markedet er endvidere at modulerne bliver mindre, billigere, og at effekttætheden øges. Det lægger et stort pres på fornyelsen af køleteknologier, der kan bistå fremtidig prisreducering af f.eks. vindmøller og el-biler, hvilket nærværende projekt tilstræber. Projektet udføres i internationale rammer med samarbejdspartnere fra KTH Stockholm, TU Kiel, Danfoss Silicon Power og Danfoss Drives. Der vil primært blive udført eksperimenter på både DTU og KTH, men også matematisk modellering. Visionen er at to-fase køling bliver fremtidens standard til køling af effektmoduler.
Projekttitel: Lean fungus – A secretion-minimalized synthetic super strain
Bevillingsmodtager: Mikael Rørdam Andersen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.796.738 kr.
Projektbeskrivelse: Skimmelsvampe findes alle steder i naturen og vores dagligdag. Hvad de færreste måske ved om disse pelsede skabninger er, at de hver især er rige kilder til både nye enzymer til eksempelvis rengøring og fødevareproduktion og til nye lægemidler til behandling af både nutidens og fremtidens sygdomme. Af de grunde bruges de allerede i stor stil i bioteknologien til produktion af både enzymer og lægemidler såsom kolesterolsænkende medicin, blodfortyndere, og antibiotika. Selvom de svampe, der bruges nu til bioteknologi, er sikre og effektive, så er der store problemer forbundet med at bruge nye svampe til de samme formål. F.eks. kan de lave for mange forskellige enzymer, så der ikke produceres de rigtige produkter, eller de kan lave giftstoffer, som ødelægger både enzym- og lægemiddelproduktion. I projektet vil vi lære mere om svampene og fjerne disse problemer ved at lave nye varianter af svampene, som er ""slankede"" ved at fjerne de normale enzymer og mulige lægemidler fra svampens arvemasse. Disse slanke supersvampe indeholder fremtidens teknologier til svampe-baseret industriel bioteknologi.
Projekttitel: Carbon Neutral Energy Production by Hydrate Swapping
Bevillingsmodtager: Nicolas Smit von Solms
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.670.792 kr.
Projektbeskrivelse: Projektet kan bidrage til at løse to akutte globale problemer: Det ene er den fremtidige energiforsyning til en voksende (og i stigende grad energiafhængig) befolkning. Det andet er truslen om katastrofale klimaforandringer som følge af den globale opvarmning, forårsaget af drivhusgasser som CO2. Projektet er af relevans for begge problemstillinger, idet det har til formål at anvende CO2 til udvinding af de enorme naturgasreserver, der er bundne som faste, såkaldte gashydrater i permafrostområder og i verdenshavenes randområder. Disse naturgashydrater kan omdannes til CO2-hydrater, hvorved CO2 (den væsentligste drivhusgas) bindes og lagres under samtidig frigivelse af naturgas. Denne såkaldte ’ombytningsproces’, hvor metan (hovedbestanddelen i naturgas) i hydratet erstattes med CO2, muliggør produktion af naturgas fra hydrater uden at stabiliteten af det faste hydrat påvirkes. Eftersom et mol metan genererer et mol CO2 i en forbrændingsreaktion, er processen stort set CO2-neutral.
Projekttitel: Automatic decomposition of mixed integer linear problems (AutoDec)
Bevillingsmodtager: Stefan Røpke
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 3.116.374 kr.
Projektbeskrivelse: Matematisk optimering bruges i vidt omfang i praksis til at optimere ressourceforbruget i virksomheder og samfundet. Desværre kan det være ekstremt tidskrævende, selv med de hurtigste computere, at løse mange af de modeller, som beskriver praktiske problemstillinger. Modellerne tilhører en klasse af matematiske problemer (problemerne kaldes ""NP-hårde""), som vi siden af 1970erne har vidst er vanskelige at løse. Det får dog ikke hverken forskere eller brugerne af modellerne til at give op. Det har nemlig vist sig, at man kan komme langt ved at være smart, når man opskriver modellen, eller når man designer algoritmer til at løse modellen. En type metoder, som har vist sig at være ekstrem nyttig i praksis, er dekompositionsmetoder. Med disse metoder omformulerer man sin model til en matematisk ækvivalent model, som er lettere at løse. Traditionelt har det været en opgave for specialister at udvikle algoritmer baseret på dekomponeringsmetoder. Målet med dette projekt er at udvikle algoritmer, der automatisk kan detektere, om en given model med fordel kan løses med en dekompositionsmetode. Hvis det er tilfældet, vil algoritmen også automatisk løse problemet ved hjælp af denne metode. Resultatet af projektet er dels at brugere af algoritmen vil være i stand at løse endnu flere af e modeller, som optræder i praksis, og derudover vil projektet bidrage til den teoretiske viden om dekompositionsmetoder.
Projekttitel: Unravelling the role of inflammation in osteoarthritis: insights obtained from an equine disease model by innovative molecular biological techniques
Bevillingsmodtager: Stine Jacobsen
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 4.178.684 kr.
Projektbeskrivelse: Slidgigt er en særdeles hyppig årsag til ledsmerter hos mennesker og dyr. Lidelsen har været genstand for megen forskning, men det har endnu ikke ført til signifikant forbedret diagnostik eller effektive behandlingsmetoder. Forskning med anvendelse af nye, såkaldte multiplekse, laboratoriemetoder forventes at kunne føre til betydelige avancementer i forståelsen af, hvilke sygdomsprocesser, der fører til at leddet nedbrydes af slidgigt – og dermed til udvikling af ny medicin, der kan bremse disse sygdomsprocesser. Multiplekse metoder er revolutionerende, idet de tillader, at man måler hundreder eller tusinder biomolekyler såsom proteiner i en enkelt prøve. Herved kan sygdomsprocesserne i leddet karakteriseres tilbundsgående, og sygdomsmarkører identificeres. Projektet vil anvende en dyremodel (osteochondral fragment model hos hest), idet vi herved kan studere de molekylære processer, der finder sted i leddet i de tidlige stadier af sygdommen. Ofte præsenteres patienter med slidgigt sent i sygdomsforløbet, hvor der er sket irreparable skader i leddet. Forbedret kendskab til sygdomsprocesser tidligt i sygdomsforløbet forventes til at kunne føre til forbedret diagnostik af slidgigt og at danne baggrund for udvikling af nye behandlingsformer. I sideløbende delstudier undersøges forekomsten af sygdomsmarkører i væv fra mennesker og heste med spontan slidgigt for sammenholde disse med de markører, der identificeres i hestemodellen.
Projekttitel: A comprehensive approach to the production of the bioactive cucurbitacin triterpenoids
Bevillingsmodtager: Søren Bak
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.816.304 kr.
Projektbeskrivelse: Den bitre smag, der kendetegner medlemmer af græskarfamilien, stammer fra indholdsstoffer der hedder cucurbitaciner. Deres funktion er at beskytte planten mod dens fjender. Disse cucurbitaciner er bioaktive og har et uudnyttet potentiale som lægemidler, bl.a. mod nogle former for kræft og inflammatoriske sygdomme. Deres udnyttelse begrænses dog af deres lave forekomst. Med dette projekt vil vi etablere to parallelle komplementerende produktionsplatforme, der kan sikre en stabil produktion af cucurbitaciner. Vi vil designe gærstammer, der kan danne cucurbitaciner eller forstadier til cucurbitaciner. Disse gærstammers metabolisme vil ændres henimod at danne grundbyggeklodserne, hvorefter vi vil introducere relevante gener, der koder for dannelsen af cucurbitaciner. Sideløbende vil vi etablere rodkulturer; såkaldte ”hairy-roots”. Disse hairy-roots kan dannes ved at inficere bladskiver fra squashplanten med jordbakterien Agrobacterium rhizogenes. Bakterien inducerer dannelse af rødder, der kendetegnes ved, at de kan vokse uendeligt på plader eller i kolber, der indeholder næringsmedie. Efterfølgende vil vi indsætte gener, der opregulerer de eksisterende rødders evne til at danne cucurbitaciner, så niveauet forhøjes markant. Det kombineres med at indsætte gener, der bestemmer den endelige kemiske struktur af cucurbitacinerne. På denne måde vil vi være i stand til målrettet at producere de ønskede cucurbitaciner i mængder, der er relevante for en fremtidig kommerciel udnyttelse.
Projekttitel: Impacts of Physical Root Barriers and Passage Cells on the Efficiency of Plant Nutrient Uptake and Translocation in Barley
Bevillingsmodtager: Søren Husted
Institution: Københavns Universitet
Bevilget beløb: 5.842.080 kr.
Projektbeskrivelse: Det er velkendt, at planter regulerer optagelsen af vand og næringsstoffer ved at aktivere en række specifikke transportproteiner i rodcellerne. Ny forskning viser imidlertid, at planten også er i stand til at styre denne optagelse ved hjælp af en sofistikeret modificering af vokslaget på overfladen af de celler (endodermis), der omgiver plantens transportvæv (xylemet). Da det er xylemet, der er ansvarlig for næringsstoffernes transport fra roden til det voksende skud, tror vi, at vokslaget (suberin) spiller en hidtil overset rolle for plantens evne til at forsyne det voksende skud med næringsstoffer. I projektet vil vi undersøge, hvordan dannelse og nedbrydning af suberin styres af de enkelte næringsstoffers tilgængelighed i jorden. Endvidere vil vi undersøge betydning af de såkaldte ”passage celler”, der ser ud til at blive dannet tæt på endodermis og xylemet, når planten udsættes for mangel på et eller flere specifikke næringsstoffer. Vores hypotese er, at passage-cellerne dannes som en effektiv ventil, der sikrer, at planten akut og specifikt kan øge optagelsen af de essentielle næringsstoffer, der findes i for lave koncentrationer, og dermed sikre fortsat vækst. Denne viden er meget vigtig for at kunne udvikle nye strategier, der gør, at man kan gødske effektivt i jordbruget og dermed sikre, at afgrøden får adgang til en balanceret diæt af de 14 forskellige essentielle næringsstoffer, som den bruger til at vokse og gennemføre en fuld livscyklus fra fremspiring til frøsætning.
Projekttitel: Mixed interstitial phases; a novel approach to tailoring the surface properties of titanium
Bevillingsmodtager: Thomas Christiansen
Institution: Danmarks Tekniske Universitet
Bevilget beløb: 5.762.512 kr.
Projektbeskrivelse: I projektet undersøges interaktionen mellem de små (interstitielle) elementer nitrogen/kulstof/ilt og titan. Til den ende benyttes termokemiske gas- og plasmaprocesser. Titan er kendt ved at have stor affinitet til elementerne nitrogen, oxygen og kulstof. Indsættelse af mere end et element, såkaldte blandingsforbindelser eller opløsninger, kan markant forbedre overfladeegenskaberne af titan. Der kan blandt andet opnås meget stor hårdhed sammenlignet med rent titan. Potentielt kan det resultere i bredere anvendelse af dette meget korrosionsbestandige letvægtsmateriale. Nye metoder til at forbedre egenskaberne af titan er specielt interessant set i lyset af fremkomsten af nye fremstillingsmetoder, såsom metal 3D-print, hvor titan er meget anvendt. Arbejdet indbefatter undersøgelse af grundlæggende egenskaber af blandings-opløsninger og forbindelser i titan ved brug af kontrollede gasblandinger og gas/plasma-processer. Nye metoder til termokemisk overfladehærdning af titan i gas vil blive undersøgt, f.eks. brug af nye typer gas-blandinger eller sammensætninger. Modellering vil blive benyttet til at forudsige opløseligheden af nitrogen, kulstof og ilt i titan samt til at beskrive udvikling af kompositionsprofiler og vækst af hårde overfladelag. Restspændinger i overfladehærdet titan indeholdende store koncentrationsgradienter vil blive bestemt. Det forventes, at projektet vil give helt nye muligheder for brugen af titan.
Tværrådslig bevilling
Projekttitel: Ligand-mimicking antibody-drug conjugates for targeting scavenger receptors (tværrådslig bevilling fra DFF | Sundhed og Sygdom og DFF | Teknologi og Produktion)
Bevillingsmodtager: Søren Kragh Moestrup
Institution: Syddansk Universitet
Bevilget beløb: 2.592.000 kr.
Projektbeskrivelse: Mange lægemidler, som udvikles i dag inden for kræftbehandling, er såkaldt 'antistof-drug conjugates' (ADCs), som har den fordel, af antistoffet kan fremføre den effektive 'small molecule' lægemiddel-komponent til de celler, som man ønsker af ramme. Denne form for målrettet behandling har den store fordel, at effektiv dosis kan nedsættes betragtelig, hvilket kan forhindre alvorlige bivirkninger. Desuden giver det muligheder for at anvende lægemidler, som ved ikke-målrettet behandling har for store bivirkninger til normalt at kunne anvendes. Vi har desuden vist, at ADC teknologien kan anvendes til behandling af betændelsestilstande ved at koble syntetisk binyrebarkhormon til antistof, som bindes til en receptor på overfladen af makrofager, som er en vigtig immuncelle, der opretholder betændelsestilstanden i det betændte væv. Projektet er et bioteknologisk projekt, hvor vi ønsker at forbedre ADC-teknologien, så man opnår en forbedret aflevering af den aktive lægemiddelkomponent. Det vil vi opnå ved bioteknologisk udvikling af ADC antistoffer mod såkaldte scavenger receptorer og ved at designe antistoffer, så de udviser samme egenskaber som receptorernes naturlige ligander. Dvs. at de bindes til receptorerne på overfladen af cellerne, men frigives igen sammen med det koblede lægemiddel inde i cellerne pga. af ændring af pH og andre faktorer. Det vil blive testet i forskellige in vitro og in vivo modeller for betændelse og kræft.
