Zestien vernieuwende onderzoeksprojecten van start via ENW-KLEIN

Het bestuur van het NWO-domein Exacte en Natuurwetenschappen heeft zestien aanvragen in de Open Competitie ENW-KLEIN gehonoreerd.

De onderwerpen variëren van onderzoek naar de functies van eiwitten in de celwand van de tuberculosebacterie tot onderzoek naar het gebruik van licht om snelle computers te bouwen. KLEIN-subsidies zijn bedoeld voor vernieuwend, fundamenteel onderzoek van hoge kwaliteit en/of wetenschappelijke urgentie.

De volgende aanvragen zijn gehonoreerd (in alfabetische volgorde van auteur):

Algebraic Methods in Graph Recognition
Dr. Aida Abiad (TU/e)
Complexe netwerken in informatica, biochemie en moleculaire biologie worden vaak gemodelleerd door middel van grafen. In dit project gaan wij bestuderen hoe we het graaf spectrum kunnen gebruiken om onderscheid te maken in zulke complexe netwerken d.m.v. lineaire algebra, combinatoriek en grafentheorie.

The regulation of plant thermomemory by plastidic metalloprotease FtsH6
Prof. dr. Salma Balazadeh (LEI)
De opwarming van de aarde als gevolg van klimaatverandering heeft een negatieve invloed op de gewasopbrengst, waardoor de voedselvoorziening voor een groeiende wereldbevolking in gevaar komt. Er is daarom een dringende behoefte aan het veredelen van stressbestendige cultivars. Een fascinerend, maar slecht begrepen fenomeen is 'thermomemory' – ofwel thermisch geheugen – waarbij planten een eerdere hoge temperatuur 'onthouden' om een latere - en nog extremere - hittegolf robuust te weerstaan. De protease FtsH6 is ontdekt als een kernelement voor thermomemory. We willen de functie ervan in bladeren en pollen breedvoerig onderzoeken en nieuwe doelen identificeren voor het veredelen van hittetolerante gewassen.

Deconstructing the cell wall of the tubercle bacillus, brick by brick
Prof. dr. Wilbert Bitter & Prof. dr. Sergey Nejentsev (VU/AUMC)

Het succes van de tuberculosebacterie is grotendeels te verklaren door zijn bijzondere celwand. Lipoproteïnen, dat zijn eiwitten met een vetzuurstaart, spelen een belangrijke rol in de opbouw en werking van deze celwand. Andere lipoproteïnen zullen juist belangrijk zijn voor de interacties met ons immuunsysteem. Kennis over deze eiwitten kan daarom nieuwe aanknopingspunten opleveren voor antibiotica- en vaccinontwikkeling. In dit project gaan we alle lipoproteïnen van de tuberculosebacterie uitschakelen en systematisch onderzoeken op hun functie, zodat we een volledig beeld krijgen van de strijd tussen de tuberculosebacterie en de mens.

Designing a membrane-bound liquid cortex for shaping synthetic cells
Dr. Siddharth Deshpande (WUR)
In dit voorstel worden kunstmatige cellen ontwikkeld die van vorm kunnen veranderen en primitieve vormen van beweging kunnen laten zien. Met behulp van microfluidica wordt een hybride systeem ontworpen, bestaande uit een vervormbaar membraan, fase gescheiden druppeltjes, en krachten genererende cytoskeletpolymeren. Met behulp van deze componenten wordt een minimale cel cortex gemaakt die actief krachten kan uitoefenen, vormverandering teweeg kan brengen, of voor beweging door nauwe kanalen kan zorgen. Dit onderzoek zal inzicht geven in de rol van fasescheiding bij cel-morfogenese en brengt ons een stap dichter bij het realiseren van een synthetische cel.

Molecular mechanisms of actin isoform usage in cancer cell migration
Dr. Koen van den Dries (RUMC)
Uitzaaiingen ontstaan wanneer kankercellen vanuit de oorspronkelijke tumor verplaatsen naar een ander weefsel. Het is bekend dat uitzaaiingen worden veroorzaakt door de beweeglijkheid van kankercellen, maar de mogelijkheden om uitzaaiingen te voorkomen zijn beperkt. Daarom is meer kennis nodig over het voortbewegen van kankercellen. De beweging van kankercellen wordt gereguleerd door het skelet van de kankercel en in dit project gaan we onderzoeken welke rol kleine verschillen in de bouwstenen van dit skelet spelen bij het voortbewegen van kankercellen. We verwachten dat het beter definiëren van deze verschillen in de toekomst zal leiden tot meer mogelijkheden om uitzaaiingen te voorkomen.

Sediment deposition on continental slopes from combined bottom currents and sediment gravity flows
Dr. Joris Eggenhuisen (UU)
Onderzeese sedimentlawines stromen over continentale hellingen naar de oceaanbodem. Allerlei oceaanstromingen kunnen de lawines beïnvloeden. De lawines en oceaanstromingen zijn echter nauwelijks in samenhang bestudeerd. Hierdoor is het onduidelijk hoe het samenspel van lawines en oceaanstromingen afzettingen veroorzaakt die nu alom worden ontdekt op de zeebodem. Dit onderzoek combineert experimenten, computersimulaties en metingen aan diepzeeafzettingen om een nieuw model op te stellen dat sedimentatie door lawines en oceaanstromingen geïntegreerd kan modeleren. Het model kan gebruikt worden om de geschiedenis van de oceanen te reconstrueren, voorraden van olie en gas op te sporen, en het verspreiden van vervuiling te voorspellen.

Synthetic affinity-based probes for proteome-wide identification of poly(ADP-ribosyl)-binding proteins
Prof. dr. Dmitri Filippov & Prof. dr. Michiel Vermeulen (LEI/RU)
Adenosinedifosfaatribosylering is een veel voorkomende post-translationele eiwitmodificatie die betrokken is bij verschillende pathologische processen zoals kanker, ouderdomsziektes en virale infecties. Om betere medicijnen te kunnen ontwerpen is het van belang om te weten welke eiwitten een interactie met adenosinedifosfaatribose ketens kunnen aangaan. In dit onderzoek worden verschillende adenosinedifosfaatribose bevattende moleculen gesynthetiseerd die vervolgens gebruikt worden voor interactieproeven in extracten van humane cellen. Verder worden er vervolgproeven gedaan om adenosinedifosfaatribose bindende eiwitten te identificeren die een rol spelen bij de cellulaire respons na het ontstaan van DNA schade.

Hijacking the immune response to common childhood vaccines to improve the efficacy of an experimental HIV-1 vaccine
Dr. Marit van Gils (AMC)
De ontwikkeling van een effectief vaccin tegen het humaan immunodeficiëntievirus (hiv) zou een doorbraak betekenen in de strijd tegen de aanhoudende hiv-pandemie. De meest effectieve antivirale vaccins die momenteel in gebruik zijn, zijn afhankelijk van het opwekken van neutraliserende antilichamen door het vaccin. Deze antilichamen kunnen virusinfectie voorkomen, maar vaccins tegen hiv hebben dergelijke reacties nog niet kunnen induceren. De hypothese is dat de communicatie tussen immuun cellen suboptimaal is bij dit vaccin en dat door het gebruik van reeds bestaande immuun cellen tegen eerder ontvangen vaccins de communicatie zal verbeteren, wat leidt tot beschermende antilichamen na hiv-vaccinatie.

FLUME-ET: Fluidization of mass flows by metastable volatiles on extra-terrestrial bodies
Dr. Tjalling de Haas (UU)
Landvormen op planeten kunnen zijn gevormd door processen die niet voorkomen op de Aarde, waar ze vormen door vloeibaar water. Door middel van een unieke combinatie van experimenten in een speciale Mars kamer en modellering zijn wij de eerste die massabewegingen gevormd door het sublimeren en koken van droog ijs en water onder de lage luchtdruk van Mars en andere planeten nabootsen en onderzoeken. Daarmee gaan wij een langlopend, verhit debat over de rol van water en droogijs op het huidige oppervlak van Mars oplossen en werken aan beter begrip van het ontstaan van geulen op Mars en andere planeten.

Changes in nasal mucosal T cells associated with susceptibility to respiratory infections during aging
Dr. Simon Jochems (LUMC)
Ouderen zijn meer vatbaar voor luchtweginfecties dan jongvolwassenen. We weten echter niet hoe het immuunsysteem in de neus verandert bij het ouder worden. In dit project zullen we nieuwe, non-invasieve methodes gebruiken om kleine hoeveelheden cellen uit de neus te verzamelen van zowel patiënten met luchtweginfecties als van gezonde jongvolwassenen en gezonde en kwetsbare ouderen. Geavanceerde technologieën worden gebruikt om te laten zien hoe het immuunsysteem in de neus verandert naarmate we ouder worden. Dit project kan dus leiden tot nieuwe vaccins die lokaal kunnen worden toegediend met een hoge beschermende werkzaamheid bij ouderen.

Self‐induced spin glasses – a new state of matter
Prof. dr. Alexander Khajetoorians (RU)
Dit project onderzoekt een nieuw voorgestelde toestand van de materie, het zelf geïnduceerd spinglas. Met behulp van een nieuwe state of the art in magnetische microscopie, ontwikkeld in Nijmegen, zullen we het eerste voorbeeld van een zelf geïnduceerd spinglas in het element neodymium onderzoeken. Deze studies streven naar het oplossen van een 50‐jarig dilemma over de eigenschappen van neodymium en zullen de magnetische toestand ervan kwantificeren in het kader van een zelf geïnduceerd spinglas. We zullen ook verwante elementen op het periodiek systeem onderzoeken, en begrijpen hoe we de eigenschappen van deze complexe nieuwe toestand van de materie kunnen controleren.

Coherent networks of photon Bose-Einstein condensates (BEC-NETWORKS)
Dr. Jan Klaers (UT)
Niets is sneller dan het licht. Hoe kunnen we dit feit gebruiken om snelle computers te bouwen? Het doel van dit project is het bouwen van een optische computer. Deze bestaat uit honderden gekoppelde lasers en is in staat is om gecompliceerde berekeningen veel sneller uit te voeren dan gewone computers. Dit kan, bijvoorbeeld, gebruikt worden voor het oplossen van complexe wiskundige problemen die men tegenkomt bij het uitlezen van DNA en het ontwerpen van kunstmatige intelligentie, logistieke systemen en computer chips.

Selenium: Pre-clinical screening of a potential cost-effective nutraceutical for heart failure
Prof. dr. Peter van der Meer (UMCG)
Een verstoort evenwicht in vitamines en mineralen in het bloed van hartpatiënten (o.a. ijzer en zink) draagt aantoonbaar bij aan de ontwikkeling en het verergeren van hartfalen. Uit ons eerdere onderzoek bleek dat ongeveer een kwart van de patiënten met hartfalen een tekort aan selenium in hun lichaam hadden. Dit tekort maakt de kans op bijvoorbeeld een hartinfarct niet groter, maar áls iemand een hartinfarct krijgt, zijn de gevolgen wel ernstiger. Met mijn onderzoeksvoorstel wil ik te weten komen hoe een relatief selenium van invloed is op het ontstaan en verslechteren van hartfalen en wat de onderliggende mechanismen zijn.

Quantum electron wavepacket synthesizer
Prof. dr. Albert Polman (AMOLF)
De kwantummechanica leert ons dat een elektron dat interactie heeft met een materiaal zich zowel als een deeltje als een golfpakket kan gedragen. In dit project ontwikkelen we een nieuw instrument waarin we een scanning elektronenmicroscoop combineren met een gepulseerde laserstraal die wordt gefocust op een speciaal gestructureerd optisch "metaoppervlak". Daarmee genereren we op maat gemaakte elektronengolfpakketten waarmee we drie experimenten uitvoeren om te bepalen of het elektron werkt als een deeltje of als een golfpakket. Het project zal toepassingen openen op het nieuwe gebied van de kwantumelektronenmicroscopie, waarbij elektronen verstrengeld raken met excitaties van materialen.

PaleoNiMUR: Paleo-perspectives on the nitrogen cycle in marine upwelling regions
Dr. Darci Rush (NIOZ)
De beschikbaarheid van stikstof in de oceaan bepaalt de groei van het fytoplankton dat daarmee kooldioxide vastlegt en uit de atmosfeer verwijdert. De dynamische relatie tussen de stikstofcyclus en het klimaat is op dit moment onduidelijk. In dit project zullen chemische signalen die bewaard zijn in het oceaansediment van zeer productieve mariene opwellingsgebieden onderzocht worden om te begrijpen hoe de laatste grote verandering van het klimaat, de opwarming na de laatste ijstijd, verband hield met veranderingen in stikstofcyclus. De kennis die we met dit project opdoen, zal helpen voorspellen hoe de stikstofcyclus zal reageren op de huidige en toekomstige klimaatverandering.

Cosmic ray antideuterons as a probe for new physics
Dr. Manuela Vecchi (RUG)
Lichte anti-atoomkernen uit de ruimte, zoals anti-deuterium, zijn nog nooit waargenomen in kosmische straling. De detectie van deze antideeltjes is echter wel in het bereik van het AMS-02 experiment dat vanaf 2011 tot aan 2024 data verzamelt aan boord van de International Space Station. Het meten van de flux van anti-atoomkernen biedt een bijzonder veelbelovende methode om de antimaterie en donkere materie te nauwkeurig bestuderen.

Over Open Competitie ENW-KLEIN

De KLEIN-subsidie biedt onderzoekers de mogelijkheid om creatieve, risicovolle ideeën uit te werken en wetenschappelijke vernieuwingen tot stand te brengen die de basis kunnen vormen voor de onderzoeksthema’s van de toekomst. Er zijn drie categorieën KLEIN-subsidies: KLEIN-1 (1 wetenschappelijke positie), KLEIN-2 (2 wetenschappelijke posities in samenwerking) en KLEIN-0 (investeringen) die in onderlinge competitie beoordeeld worden.

Deze toekenningen vallen binnen het zogenaamde “KLEIN-pakket 08”. In dit pakket zijn in totaal 60 aanvragen behandeld, waarvan 47 KLEIN-1, 12 KLEIN-2 en 1 KLEIN-0. Het bestuur honoreert 14 KLEIN-1 aanvragen en 2 KLEIN-2 aanvragen.

NWO Open Competitie ENW – M

Het financieringsinstrument Open Competitie ENW-KLEIN is inmiddels doorgegaan onder de naam NWO Open Competitie ENW – M.

Contact

Voor meer informatie over de NWO Open Competitie ENW –M kunt u contact opnemen met Margot Snel, ENW-M@nwo.nl, 070 344 07 58.