ERC-startsubsidies voor vijf RUG-onderzoekers

Vijf RUG-onderzoekers, werkzaam bij de Faculty of Science and Engineering en de faculteit Gedrags- en Maatschappijwetenschappen, hebben een ERC-startsubsidie ontvangen: Miles Wischnewski, Michael Lerch, Loredana Protesescu, Tim Lichtenberg en Alexander Belyy. De startsubsidies van de Europese Onderzoeksraad (ERC) bedragen elk 1,5 miljoen euro en gelden voor een periode van vijf jaar. De subsidies zijn bedoeld voor excellente onderzoekers en hebben als doel om baanbrekend onderzoek in Europa te stimuleren.

Miles Wischnewski: De rol van fasecodering bij geheugenverwerking

Stel je voor dat je een kamer binnenloopt vol mensen die je nog nooit eerder hebt ontmoet. Je probeert hun gezichten en namen te onthouden, en misschien zelfs waar ze vandaan komen. Onze hersenen doen dit elke dag zonder al deze details door elkaar te halen, maar hoe ze dit precies doen, is nog onbekend. Dit is het onderwerp van het onderzoek van Miles Wischnewski, dat wordt gefinancierd met een ERC-startsubsidie.

Hersenactiviteit is ritmisch en laat bij bestudering een golfbeweging zien. Wischnewski vermoedt dat deze hersengolven een belangrijke rol spelen bij het ordenen van informatie die in ons geheugen is opgeslagen. Door verschillende stukjes informatie af te stemmen op verschillende momenten in de golf, d.w.z. verschillende fasen, kunnen de hersenen deze informatie gescheiden houden. Dit mechanisme, fasecodering genaamd, is waargenomen bij dieren, maar is nog nauwelijks onderzocht bij mensen.

In het project van Wischnewski wordt het meten van hersengolven gecombineerd met nauwkeurige hersenstimulatie tijdens geheugentaken om te achterhalen hoe de timing van hersenactiviteit ons geheugen /ordent.

Michael M. Lerch: TactoChem – Aanraakdetectie met behulp van autokatalytische overdracht van mechanochemische signalen

In dit project gaan Michael Lerch en zijn team nieuwe soorten mechanosensoren ontwikkelen die de basis vormen voor het tastvermogen van robots. Talloze voelsensoren zijn verantwoordelijk voor de fijne motoriek en behendigheid die we tijdens onze dagelijkse bezigheden gebruiken. Maar de hedendaagse robots hebben hier moeite mee omdat het nog steeds een uitdaging is om een hoge mate van gevoeligheid bij sensoren en de integratie ervan te realiseren. TactoChem ontwikkelt chemische mechanosensoren en integreert deze rechtstreeks in robotmaterialen. Hierdoor kan het onderzoeksteam tastzin en bewegingsreflexen – geïnspireerd door de grijpreflex van baby’s – in robots inbouwen. Wanneer deze nieuwe chemische mechanosensoren door aanraking worden geactiveerd, initiëren en versterken ze chemische signaalcascades, waardoor reflexachtige bewegingen via synthetische vaatnetwerken worden geactiveerd en er een geïntegreerde chemische zintuig-responsboog ontstaat.

Bekijk de video die Michael Lerch maakte over zijn onderzoek.

Loredana Protesescu: Een oplossing voor verwerkbare metaalboride-nanostructuren ten behoeve van functionele harde coatings onder extreme omstandigheden (BORNANO)

Vaste stoffen op nanometerschaal, zoals nanokristallen (NC's), of lagen die één of enkele atoomlagen dik zijn, bieden voordelen op verschillende toepassingsgebieden, variërend van katalyse tot opto-elektronica. Ze zijn echter meestal niet goed te gebruiken onder extreme omstandigheden, zoals bij hoge stralingsniveaus, agressieve chemicaliën of extreme temperaturen zoals die voorkomen in de lucht- en ruimtevaart of in diepzeeën. Loredana Protesescu is voornemens om innovatief chemisch ontwerp te combineren met oppervlakte-techniek om dunne films van colloïdale metaalboride NC’s te maken. Deze NC’s/nanokristallen, die gebaseerd zijn op boorchemie, beloven een ongeëvenaarde hardheid en slijtvastheid wanneer ze worden verwerkt tot dunne films. Dit legt de basis voor de ontwikkeling van multifunctionele oplosbare coatings die bestand zijn tegen extreme omstandigheden. Dit kan een enorme impact hebben. In de lucht- en ruimtevaart zouden ultradunne en toch uiterst duurzame coatings motoren en ruimtevaartuigen bijvoorbeeld kunnen beschermen tegen slijtage en hitte. In energietechnologieën zouden ze ervoor kunnen zorgen dat reactoren of turbines langer kunnen werken onder zware omstandigheden.

Tim Lichtenberg: MagmaWorlds - Het in kaart brengen van de chemische evolutie van super-Aarde exoplaneten

Dankzij recente ontdekkingen van de James Webb-ruimtetelescoop verandert ons begrip van exoplaneten. De gegevens laten zien dat wat er in het binnenste van een planeet gebeurt, de samenstelling van de atmosfeer aanzienlijk kan veranderen, en dat is wat onze telescopen waarnemen. Om het verband tussen het binnenste van een planeet en de atmosfeer te begrijpen, wil MagmaWorlds geavanceerde computermodellen ontwikkelen om de hele levenscyclus van deze exoplaneten over miljarden jaren te simuleren. Door recente ontwikkelingen in de geofysica, geochemie, klimaatwetenschappen en de astronomie van exoplaneten met elkaar te verbinden, wil MagmaWorlds onderscheid maken tussen hoe vluchtige planeten – ook wel waterwerelden genoemd – en rotsachtige superaardes ontstaan en zich ontwikkelen. Dit zal niet alleen ons begrip van deze verre werelden vormgeven, maar ons ook een kijkje geven in de extreme thermodynamische omstandigheden die de geboorte van onze thuisplaneet aarde hebben gevormd.

Alexander Belyy: Actinegebaseerde motiliteit van intracellulaire menselijke pathogenen (ACTIN in ACTION)

In het project ACTIN in ACTION zal Alexander Belyy onderzoeken hoe gevaarlijke menselijke pathogenen het actine-cytoskelet van hun gastheercellen manipuleren.

Bepaalde bacteriën, zoals Shigella en Listeria, maken gebruik van een opmerkelijke strategie, de zogenaamde op actine gebaseerde motiliteit, om zich binnen en tussen cellen te verspreiden. Ze zetten gespecialiseerde eiwitten in, ook wel effectoren genoemd, die de actinemachinerie van de gastheer ‘kapen’ om de bacteriën door het cytoplasma voort te stuwen. Ondanks het fundamentele belang van dit proces voor infecties, is het moleculaire mechanisme dat eraan ten grondslag ligt, nog steeds niet goed doorgrond.

Belyy en zijn team zullen geavanceerde cryo-elektronenmicroscopie (cryo-EM) en cryo-elektronentomografie gebruiken om de eerste hoge-resolutie structuren van deze effectoren en hun complexen met actine-regulerende eiwitten te bepalen. Door structurele biologie te combineren met biochemische, proteomische en transcriptomische benaderingen, willen ze met het project blootleggen hoe pathogenen actinepolymerisatie orkestreren, hoe gastheercellen dit proces reguleren en hoe ze reageren op manipulatie van het cytoskelet.

Deze inzichten zullen de basis vormen voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën tegen infecties zoals shigellose en listeriose, die nog steeds grote medische uitdagingen vormen in Europa en wereldwijd.

Over de ERC

De ERC heeft tot doel om veelbelovende jonge onderzoekers in Europa aan te moedigen een onderzoeksteam op te richten en een onafhankelijk onderzoeksproject te starten om zo baanbrekend onderzoek mogelijk te maken. Met een ERC-startsubsidie kunnen onderzoekers met vertrouwen aan hun onderzoeksproject beginnen.