Vanuit de Open Competitie ENW-XL financiert NWO grensverleggende fundamentele onderzoeksprojecten die door consortia van wetenschappers van verschillende instellingen worden uitgevoerd. In totaal zijn in deze ronde de aanvragen van 21 consortia gehonoreerd, variërend van €1-3 miljoen per project. We lichten de toekenningen waarbij leden van de KNCV en/of NVBMB zijn betrokken eruit.  

De oorzaken en gevolgen van transcriptieproblemen door DNA schade 

prof.dr. ir. J.A.F. Marteijn (EMC) 
Mede-aanvragers: prof. dr. M. Vermeulen, dr. H. Lans, KNCV- en NVBMB-lid prof.dr. Titia Sixma (NKI), prof.dr. N.H. Dekker 

Schade in het DNA verstoort het aflezen van genen door RNA-polymerase II, dat de genetische informatie van het DNA naar RNA kopieert. Het verstoren van RNA-polymerase leidt tot een verminderde cel functie en een versnelde veroudering. Door gebruik te maken van een consortium met unieke complementaire kennis en expertise kunnen we voor het eerst de oorzaken en gevolgen van DNA-schade bestuderen vanuit een enkel molecuulperspectief tot op het niveau van een heel organisme. Hierdoor kunnen we bestuderen wat er precies met RNA-polymerase gebeurt als het DNA-schade tegenkomt, en dit direct te kunnen koppelen aan de gevolgen op cel- of organismeniveau. 

Gebundelde krachten voor synthetische moleculaire machines 

dr. ir. I. Heller (VU) 
Mede-aanvragers: KNCV-lid prof. dr. Ben Feringa (RUG); KNCV- en NVBMB-lid dr. Jocelyne Vreede (UvA); prof. dr. J. Lipfert; dr. C.P. Broedersz; KNCV-lid prof. dr. Shirin Faraji (Uni Düsseldorf) 

In alle levensvormen zijn moleculaire motortjes van onmisbaar belang voor bouwstenentransport in cellen, voor onderhoud van DNA, en voor (spier)bewegingen. Sinds kort is de mens ook zelf in staat om motortjes en machientjes te ontwerpen op de nanometerschaal en om deze aan te sturen met licht. Onderzoekers van verschillende disciplines zullen hun krachten bundelen om de ontwerpprincipes van synthetische nanomachines te ontrafelen, om gemotoriseerde nanobouwsteentjes te ontwerpen en om de eerste lichtgestuurde kunstspieren en nanotransportbanden te demonstreren. Deze ontdekkingen stellen ons in staat om nieuwe toepassingen na te streven zoals nanogeneeskunde en het ontwerp van lichtgestuurde, bewegende en zelf-helende materialen. 

Leven maken, maar dan anders 

KNCV-lid prof. dr. Sijbren Otto (RUG) 
Mede-aanvragers: prof. dr. S.J. (Siewert-Jan) Marrink; KNCV-lid prof. dr. Anouk Rijs (VU); KNCV-lid dr. Evan Spruijt (RU); KNCV-lid prof. dr. Sabeth Verpoorte (RUG) 

De onderzoekers willen een minimale vorm van leven creëren op basis van synthetische moleculen. Ze beginnen met een systeem dat in staat is om zichzelf te kopiëren en tevens om zelf de daarvoor benodigde bouwstenen te produceren. Dit systeem wordt verder ontwikkeld zodat het ook zijn eigen celachtige compartimenten gaat bouwen. De onderzoekers laten deze compartimenten vervolgens groeien en delen en Darwiniaanse evolutie ondergaan. Dit is een samenwerkingsproject tussen experts in scheikunde microfluidica, massaspectrometrie, computersimulaties en evolutietheorie. Het onderzoek raakt aan existentiële vragen zoals: “Waarom is er leven?” en “Waarom zijn we hier?”. 

Machine learning & evolutie - een perfecte match voor het ontwerpen van nieuwe medicijnen en katalysatoren 

KNCV-Sectie MCCB-lid prof.dr. Clemens Mayer (RUG) 
Mede-aanvragers: KNCV- en NVBMB-lid dr. Francesca Grisoni (TUE), KNCV-lid dr. Robert Pollice (RUG) 

Evolutie in een reageerbuis is effectief gebleken bij het ontwikkelen van op maat gemaakte (bio)moleculen die ons helpen ziektes te bestrijden en een duurzame economie te verwezenlijken. Desalniettemin zijn deze directed evolution campagnes traag en moeizaam, wat de ontdekking van nieuwe medicijnen en katalysatoren tegenwerkt. Hier zullen onderzoekers gebruik maken van geavanceerde machine learning-technieken om directed evolution campagnes naar effectievere medicijnen en katalysatoren te wijzen. Door state-of-the-art technieken uit de moleculaire biologie, scheikunde en machine learning te integreren, zullen deze inspanningen de weg banen voor outof-the-box ontwerpen van op maat gemaakte, impactvolle biomoleculen. 

Maïs klaar voor droogte: wortels die de plant beschermen 

dr. K. Kajala (UU) 
Mede-aanvragers: NVBMB-lid dr. Dorota Kawa (UU); dr. V. Mironova; prof. dr. H.M. Schneider; prof. dr. J. Xu         

Graangewassen, zoals maïs, voorzien in het grootste deel van het voedsel in de wereld. Productie van deze gewassen wordt bedreigd door klimaatverandering, vooral door droogte. Ons project bestudeert hoe bepaalde cellen in maïswortels fysieke barrières gebruiken om de plant te helpen overleven in moeilijke bodemomstandigheden zoals droogte, bodemverdichting en aanwezigheid van parasitaire planten. We gebruiken geavanceerde methoden om deze barrières en hun genen te bestuderen, en te testen hoe deze de plantengroei tijdens droogte beïnvloeden. Door dit te begrijpen, kunnen we sterkere gewassen kweken die beter met droogte kunnen omgaan, wat helpt bij het waarborgen van voedselzekerheid. 

Myeloïde cellen bij het falen of succes van kankerimmunotherapie 

prof. dr. S.H. van der Burg, LUMC 
Mede-aanvragers: dr. M-P. Chien; NVBMB-lid dr. Tineke Lenstra (NKI); prof. dr. K.E. de Visser; dr. S. Derks; dr L. Akkari; prof. dr. I.J.M. de Vries; prof. dr. L. Meyaard    

Huidige immunotherapieën voor kanker activeren de lymfocyten gericht tegen de tumor, maar is slechts in een gedeelte van de patiënten effectief. Andere afweercellen, myeloïde cellen genaamd, kunnen de effectiviteit van immunotherapie helpen of hinderen. We willen begrijpen welke myeloïde subpopulaties cruciaal zijn voor een succesvolle behandeling. Hiervoor bestuderen we wanneer en met welke cellen deze myeloide cellen interacties hebben; wat hun rol is in de tumor; hoe ze reageren op de behandeling; en hoe machine learning kan worden gebruikt om behandelingen te voorspellen. Door deze studies verbeteren we ons begrip van myeloïde cellen in de behandeling van kanker. 

Sepsis begrijpen en behandelen 

prof. dr. M.G. Netea (RUMC) 
Mede-aanvragers: prof. dr. P. Pickkers; prof.dr. Y. Li; NVBMB-lid dr. Roy van der Meel (TUE)      

Ernstige infecties worden soms gecompliceerd door onevenwichtigheden in de manier waarop het immuunsysteem van de patiënt op de bacteriën of virussen reageert: soms te sterk en soms niet krachtig genoeg. De manier waarop we deze infecties moeten behandelen hangt dus af van het type immuunregulatie bij elke specifieke patiënt. Dit programma zal onderzoeken hoe het precieze type immuundefect bij elke patiënt met een ernstige infectie kan worden geïdentificeerd, en hoe de behandeling kan worden aangepast om de afweer van de gastheer opnieuw in evenwicht te brengen en de uitkomst van de patiënt te verbeteren. 

Structuurloze draadjes vullen de gaatjes 

prof. dr. ir. P.R. Onck (RUG) 
Mede-aanvragers: NVBMB-lid prof. dr. Liesbeth Veenhoff (RUG), prof. dr. C. Dekker, dr. R. Vlijm 

De transporteiwitten in cellen zijn zeer selectief en transporteren alleen die moleculen die precies de juiste vorm hebben: structuur bepaalt functie. Tot voor kort was alleen het kernporiecomplex, een transportsysteem voor toegang tot de celkern, een uitzondering hierop. De opmerkelijke selectiviteit voor transport komt voort uit een uniek filtersystem gebaseerd op eiwitslierten zonder structuur. Nu is er onlangs een tweede filtersysteem gevonden (in peroxisomen) dat op dezelfde manier werkt, maar met een drastisch verminderde complexiteit. In dit onderzoeksprogramma combineren we biologische, natuurkundige en chemische methoden om deze kans te benutten en te ontdekken hoe dit filtersysteem nu werkelijk werkt. 

SUPERGLUE: hoe houden niet-neuronale cellen onze hersenen bij elkaar? 

dr. M.H.G. Verheijen (VU) 
Mede-aanvragers: dr. R. Min; dr. E.N.T.P. Bakker; prof. dr. H.E. de Vries; dr. P. Rao-Ruiz; dr. N.A. Goriounova; NVBMB-lid dr. Harold MacGillavry (UU)

Onderzoek aan informatieverwerking in de hersenen was voorheen vooral gericht op communicatie tussen neuronen. De laatste jaren blijkt echter dat een niet-neuronale cel, de astrocyt, die voorheen werden gezien als een soort steuncel van je hersenen, ook een rol speelt in geheugen en cognitie. Astrocyten doen dit door verbindingen te vormen met zowel neuronen als bloedvaten in de hersenen. Welke moleculen betrokken zijn bij deze verbindingen is grotendeels onbekend. In SUPERGLUE gebruiken we geavanceerde technieken om deze moleculen en cellulaire interacties in kaart te brengen en daarmee een belangrijke stap te zetten in ons begrip van informatieverwerking door de hersenen. 

Virussen houden van zoet: Virus-suiker interacties als bepalende factoren voor gastheerspecifiteit en pathogenese 

dr. D.A.J. van Riel (EMC) 
Mede-aanvragers: dr. M. de Graaf; dr. R.P. de Vries; KNCV-lid prof. dr. Geert-Jan Boons (UU); dr. B.L. Haagmans; dr. K.R. Reiding; dr. L. Bauer 

Virussen veroorzaken een aanzienlijke ziektelast bij zowel dieren als mensen en gebruiken vaak suikers om aan cellen te binden voordat ze infecteren. Het vermogen van een virus om een gastheer te infecteren, evenals de specifieke organen die het kan infecteren en de daarmee samenhangende pathogeniciteit, wordt beïnvloed door het gastheer-specifieke repertoire van suikers en het vermogen van het virus om aan deze suikers te binden. Wij zullen de virus-suiker interacties in de luchtwegen, het maag darmkanaal en het centrale zenuwstelsel in kaart brengen. Onze bevindingen zullen surveillancestrategieën voor potentiële zoönotische virussen informeren en risicobeoordelingen voor de publieke gezondheid verbeteren. 

Open Competitie ENW-M 

Vanuit de Open Competitie ENW-M worden kleinere, creatieve en risicovolle project gefinancierd die mogelijk uitmonden in nieuwe onderzoeksthema’s voor de toekomst. In deze ronde zijn 23 aanvragen toegekend, waaronder drie van KNCV- en/of NVBMB-leden:  

Volgende generatie? Coll-a-Generatie! 

KNCV-Sectie Organische Chemie-lid Dr. Jordy Saya (UM) 

Collageen is een essentieel eiwit dat kracht en steun biedt aan verschillende biologische weefsels, waaronder botten, huid en kraakbeen. Echter, het verkrijgen van collageen uit dierlijke bronnen brengt uitdagingen met zich mee zoals potentieel ziekteoverdracht en variabele kwaliteit, terwijl synthetische productiemethoden vaak kampen met lage opbrengsten en hoge kosten. Dit project introduceert een nieuwe, efficiënte manier om collageenachtige materialen te genereren met behulp van Ugi-polymerisatie, gericht op schaalbare en milieuvriendelijke alternatieven. Succes in dit initiatief zou een doorbraak betekenen voor medische behandelingen, variërend van geavanceerde wondgenezing tot biocompatibele implantaten, wat de patiëntenzorg en milieuduurzaamheid aanzienlijk zou verbeteren. 

Hoe vindt USP7 zijn substraten 

KNCV- en NVBMB-lid Prof. dr. Titia Sixma (NKI) 

We proberen de regulatie van dit belangrijke enzymen te begrijpen om zo beter inzicht te krijgen wanneer en waar het actief is. We gebruiken een gecombineerde chemische en biochemische aanpak om stabiele USP7 toestanden te creëren waarmee we verschillen in activiteit, structuur en interactoom kunnen bepalen. Dit zal inzicht geven in de regulatie van USP7 in cruciale cellulaire processen. 

Oereiwitten tot leven brengen: was vroeger alles beter? 

KNCV- en NVBMB-lid Prof. dr. Marcellus Ubbink (UL) 

Op grond van de aminozuurvolgordes van eiwitfamilies kan gereconstrueerd worden hoe de voorgangers van die eiwitten, van honderden miljoenen jaren geleden, eruit gezien moeten hebben. Met zulke oereiwitten zal in dit project evolutie worden nagebootst in het lab om te zien wat er met de bijzondere eigenschappen van deze eiwitten kan gebeuren als ze meer gaan lijken op moderne eiwitten. Worden ze minder stabiel en verandert hun activiteit? Deze inzichten kunnen bijdragen aan het ontwerpen van nieuwe enzymen voor menselijke toepassingen.