2,5 miljoen voor onderzoek naar biologische netwerken

15 juni 2009

Vijf onderzoeksprojecten in de Computational Life Sciences (CLS) ontvangen gezamenlijk een bedrag van 2,5 miljoen euro van NWO-Exacte Wetenschappen, Netherlands Bioinfomatics Centre (NBIC) en het Netherlands Genomics Initiative (NGI). Via nog te ontwikkelen modellen gaan de projecten nieuwe inzichten geven in de werking van biologische netwerken, zoals koralen, het afweersysteem of de activiteit van genen. Alle projecten bevatten een unieke samenwerking tussen biologen, wiskundigen en informatici.

De hoeveelheid biologische data, bijvoorbeeld over het genoom, nemen exponentieel toe. Deze enorme schat aan informatie maakt het mogelijk om op een systematische manier experimenten te ontwerpen, patronen te vinden en modellen te maken. Door analysemethoden uit (bio)informatica en (bio)wiskunde toe te passen bij de integratie van de biologische dataverzamelingen ontstaan er nieuwe (wetenschappelijke) inzichten.

 

Biologische netwerken
Het CLS-programma haakt in op deze ontwikkeling. De projecten ontwerpen nieuwe concepten en technieken om biologische netwerken te bestuderen. Ze leiden tot modellen die de eigenschappen van het netwerk op verschillende tijd- en ruimteschalen beschrijven. Dit leidt tot: nieuwe inzichten in biologische netwerken; vergroten biologisch begrip; en schaaloverbrugging.

 

Thema Systeembiologie
Het is de ambitie van de initiatiefnemers van CLS (NWO, NGI en NBIC) dat de samenwerking tussen de (bio)informatici, (bio)wiskundigen en levenswetenschappers structureel wordt. Met deze ambitie sluit het programma goed aan bij het NWO-thema Systeembiologie. De subsidies van de CLS zijn de eerste initiatieven in het kader van dit thema. In totaal vonden er drie subsidierondes plaats: in 2003, 2007 en 2008, waarbinnen verspreid over 26 projecten een bedrag van 10 miljoen euro werd verdeeld. De Stichting Nationale Computer Faciliteiten stelde rekentijd (of dataopslag) op haar computers beschikbaar.

 

Toekenningen
In totaal ontving Exacte Wetenschappen, de coördinator van het programma, in de recente subsidieronde 41 voorstellen. Vijf projectvoorstellen werden excellent beoordeeld door een deskundige commissie en kregen een subsidie van 460.000 euro toegewezen. Het betreft:

 

The evolution of stochastic heterogeneous networks as bet-hedging adaptations to fluctuating environments
Hoofdaanvrager: dr. P. Haccou (Universiteit Leiden)
Het eencellige organisme B. Subtilis reageert op extreme omstandigheden door middel van stressresponsen, zoals spoorvorming. Genetisch volledig identieke cellen doen dit echter niet allemaal op dezelfde manier. Het genetische netwerk in een cel reguleert de reactie. Een genotype spreidt hiermee de risico¹s over individuen (bet-hedging), om de overlevingskans te vergroten.

Op grond van wiskundige modellen maken de onderzoekers nauwkeurige voorspellingen van de stressrespons en ontwikkelen ze een model voor het genetische regulatiesysteem. Het model en de voorspellingen worden getest met behulp van microbiologische experimenten.

 

Reverse physiology of the cortical microcircuit
Hoofdaanvrager: Dr. A.R. Houweling (Erasmus MC)
De studie richt zich op de manier waarop een enkele neuron (zenuwcel) cellen in zijn omgeving betrekt bij het verspreiden van waargenomen informatie. De onderzoekers implementeren een numeriek model van de hersenschors en leggen verbanden tussen experiment en model. Dit leidt tot een beter begrip en voorspelbaarheid van de hersenactiviteit in de cortex.

 

Multi-scale modelling of calcification in scleractinian corals
Hoofdaanvrager: Dr. J.A. Kaandorp (UvA)
Meestal worden de vorm en structuur van koralen op de klassieke wijze op microniveau bepaald. In deze studie gaan de onderzoekers kijken naar de activiteit van de genen (genexpressie) van verwante koralen die verschillen in morfologie kennen en te focussen op de genen die leiden tot verkalking van het koraal. Een model van deze genexpressie wordt gekoppeld aan een groeimodel met variaties in concentratie van calcium- en carbonaationen. Dit leidt tot een beter begrip van de nadelige gevolgen voor het verkalkingproces bij een toename van CO2 in de atmosfeer en verzuring van de oceaan.

 

The co-evolution of the receptor signaling network of natural killer cells with its ligands
Hoofdaanvrager: Prof. dr. R.J. de Boer (Universiteit Utrecht)
Binnen het afweersysteem spelen natural killer cellen een belangrijke rol. Zij herkennen geïnfecteerde cellen door hun inhiberende en activerende receptoren op de celwand. Naast een beter begrip van het netwerk van receptoren en hun liganden bekijken de onderzoekers ook hoe het systeem zich ontwikkelt (co-evolueert) tegelijk met evolutionaire ontwikkeling van de ziektekiemen. Een wiskundig moet model moet uiteindelijk de rol van de activerende receptoren ophelderen.

 

The regulatory network underlying malaria parasite-host interactions
Hoofdaanvrager: Dr. T.M.H. Dijkstra (Radboud Universiteit Nijmegen)
Het succes een vaccin voor malaria is afhankelijk van de interactie tussen de malaria parasiet en het immuun systeem van de patiënt. Om de moleculaire mechanismen te begrijpen, volgen de onderzoekers de activiteiten van de genen (genexpressie) en ontwerpen zij een statistisch model. De uitkomst, een overzicht van een aantal genen betrokken bij het beïnvloeden van het immuun systeem van de patiënt, kan gebruikt worden bij het ontwikkelen van vaccins tegen malaria.

 

 

 

Meer informatie

 

Website CLS: www.nwo.nl/cls
Website NBIC: http://www.nbic.nl/
Website NGI: http://www.genomics.nl/
Persvoorlichters NWO: nwo_nieuws@nwo.nl
t.: +31 (0)70 344 07 13; perstelefoon buiten kantooruren: +31 (0)6 1235 16 03

 

Bron: NWO