Negentien Utrechtse onderzoekers ontvangen NWO-toekenning voor grensverleggend fundamenteel onderzoek

Penvoerder: Stefan Hild (Maastricht University), Utrechtse mede-aanvragers: Chris van den Broeck en Anuradha Samajdar

De Einstein Telescoop zal hét Gravitatiegolfobservatorium worden van Europa en zal zorgen voor een ongeëvenaarde waarnemingscapaciteit voor het grootste deel van de 21e eeuw doordat deze in staat is om bijvoorbeeld te luisteren naar botsingen van zwarte gaten uit het hele Heelal. In dit project gaan we technologieën ontwikkelen die essentieel zijn om de fenomenale gevoeligheid van de Einstein Telescoop mogelijk te maken. Speciale aandacht zal worden besteed aan het laagfrequente uiteinde van de observatieband, waar verbeteringsfactoren tot een miljoen nodig zijn vergeleken met de huidige LIGO/Virgo-detector.

Penvoerder: Iddo Heller (Vrije Universiteit), Utrechtse mede-aanvrager: Jan Lipfert

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.

Penvoerder: Alexey Boiarskyi (Universiteit Leiden), Utrechtse mede-aanvragers: Elisa Chisari en Tom Prokopec

Ons universum is één grote magneet. Zelfs in de de meest afgelegen regionen zou een kompas nog uitslaan. Waar komt dit ’magnetisch veld’ vandaan? En wat vertelt het ons over het vroege heelal? Wij combineren analytische en numerieke methoden om testbare voorspellingen te doen en deze te vergelijken met de meest geavanceerde telescopen in de wereld, om zo tot antwoord op deze vragen te komen. Dit helpt ons niet alleen het universum, maar ook de natuurwetten beter te begrijpen.

Penvoerder: Jeroen van Zon (AMOLF), Utrechtse mede-aanvragers: Alexander van den Oudenaarden (Hubrecht Instituut), Rik Korswagen (Hubrecht Instituut) en Jacques Bothma (Hubrecht instituut)

Tijdens onze embryonale ontwikkeling moet iedere cel op precies het juiste moment delen en differentiëren. Echter, hoe cellen de tijd bijhouden is grotendeels onbekend, vooral omdat deze processen in de meeste typen embryos moeilijk te volgen zijn. In dit project gaan wij deze fundamentele vraag oplossen door met nieuwe biologische technieken en theoretische concepten uit de natuurkunde de timing van cellen te bestuderen in het simpele nematode wormpje C. elegans. Een beter begrip van de mechanismen waarmee cellen tijd meten is cruciaal voor toepassingen in regeneratieve geneeskunde en belangrijk voor ons inzicht in het ontstaan van geboortedefecten en andere ziekten.

Penvoerder: Sjoerd van der Burg (LUMC), Utrechtse mede-aanvragers: Linde Meyaard (UMC Utrecht)

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.

Penvoerder: Mark Verheijen (Vrije Universiteit Amsterdam), Utrechtse mede-aanvragers: Harold Mac Gillavry

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.

Penvoerder: Magdalena Kedziorek ((Radboud Universiteit), Utrechtse mede-aanvragers: Gijs Heuts

In het wiskundige vakgebied van de topologie bestudeert men meetkundige vormen tot op vervorming zonder knippen en plakken. Dit idee van continue vervorming kan ook toegepast worden om een ‘hogere’ vorm van algebra te formuleren, waarin gelijkheid wordt vervangen door vervormbaarheid. Het doel van dit project is om de invloed van symmetrie in de hogere algebra te bestuderen en zo te komen tot nieuwe, krachtigere algebraïsche structuren die vervolgens toegepast kunnen worden in de meetkunde en natuurkunde.

Penvoerder: Debby van Riel (EMC), Utrechtse mede-aanvragers: Robert de Vries, Geert-Jan Boons en Karli Reiding

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.

Penvoerder: Suzanne McGowan (NIOO, KNAW), Utrechtse mede-aanvragers: Friederike Wagner-Cremer

De huidige toename van atmosferisch methaan komt grotendeels door een verstoorde balans tussen microbiële productie en afbraak. Methaanuitstoot uit opwarmende arctische meren vormt hierbij een belangrijk zelfversterkend proces. Maar, naast opwarming veranderen in arctische meren ook de hoeveelheid organisch koolstof, en de toevoer van zeldzame aardmetalen zoals lanthaniden vanuit gletsjerstof. De recente ontdekking van lanthaan-afhankelijke enzymen in methaan-consumerende bacteriën laat zien dat methaan-consumptie mogelijk samenhangt met de beschikbaarheid van zeldzame aardmetalen. Dit team van microbiologen, ecologen, en paleogeologen zal de impact van DOM en zeldzame aardmetalen op de methaancyclus in kaart brengen, van de betrokken genen tot de Groenlandse ecosystemen.