22 februari 2018

Voor plantbiologie, nano-gentherapie en en informatieverwerking in zenuwuitlopers

Vici's voor Ronald Pierik, Enrico Mastrobattista en Maarten Kole

Aan drie onderzoekers van de Faculteit Bètawetenschappen is een prestigieuze Vici-Grant toegekend. Het gaat om prof. Ronald Pierik (Biologie), dr. Enrico Mastrobattista (Farmaceutische Wetenschappen) en bijzonder hoogleraar Maarten Kole (Herseninstituut/Biologie). In totaal werden 35 van de 233 aanvragen gehonoreerd. Een Vici is een toekenning van 1,5 miljoen euro voor een vernieuwend onderzoeksvoorstel. Hiermee kunnen de onderzoekers de komende vijf jaar hun eigen onderzoekslijn verder ontwikkelen en hun onderzoeksgroep uitbouwen.

Ronald Pierik zal met zijn Vici verder onderzoek doen naar de reactie van planten op schaduw en hiervoor een geïntegreerd computermodel ontwikkelen. Hiermee wil hij bijdragen aan het vergroten van landbouwopbrengsten, Enrico Mastrobattista wil nanodeeltjes ontwikkelen waarmee genetische defecten hersteld kunnen worden. Zijn doel is een eerste test in een muismodel van een ernstige leveraandoening. Maarten Kole zal op nanoschaal de snelheid en precisie van informatieverwerking in zenuwceluitlopers onderzoeken. 

Lees meer:

Ronald Pierik: De schaduwkant van een hoge plantdichtheid ophelderen

Enrico Mastrobattista: Genetisch defect herstellen met CRISPR/Cas9 in nanodeeltjes

Maarten Kole: De snelheid van een gedachte op nanoschaal

Ronald Pierik: De schaduwkant van een hoge plantdichtheid ophelderen
prof.dr. Ronald Pierik

Ronald Pierik is de Nederlandse voortrekker in het onderzoek naar hoe planten hun groei aanpassen om zo veel mogelijk licht op te vangen en dus schaduw te ontwijken. Zo ontdekte hij onder meer het ‘schaduw-alarm’ dat afgaat als de punten van bladeren elkaar raken. Met zijn Vici gaat hij deze en andere ontdekkingen van de afgelopen jaren integreren tot een volledig model. Dit levert inzichten op die nodig zijn om per vierkante meter meer gewas te verbouwen.

De interesse in het onderzoeksveld van Ronald Pierik is sterk toegenomen nu duidelijk is dat de groeiende wereldbevolking alleen gevoed kan worden als de landbouwopbrengsten omhooggaan. Als gewassen dichter op elkaar worden geteeld, neemt echter de concurrentie om licht toe. Bladstengels zetten dan bijvoorbeeld een groeispurt in of bladeren bewegen zich omhoog. Dit gaat meestal ten koste van de (gewenste) groei van het gewas.

één computermodel

In de afgelopen jaren ontrafelde Pierik al voor verschillende situaties hoe planten op moleculair niveau schaduw waarnemen en daar vervolgens op reageren. Met de Vici gaat hij ook nog onbekende mechanismen, zoals de reactie door wortelgroei, ophelderen. Vervolgens wil hij dit hele netwerk van moleculaire mechanismen van reacties op schaduw integreren tot één computermodel. “Mijn doel is de reactie van planten op licht zó goed te begrijpen, dat we goed kunnen voorspellen wat de effecten van bepaalde aanpassingen van deze reacties zijn op de groei bij een hoge plantdichtheid”, aldus Pierik.

Ronald Pierik

Pierik is al sinds zijn studie en promotie in Nijmegen geïnteresseerd in het fotobiologisch gedrag van planten. Tijdens zijn promotie bracht hij enige tijd door bij wijlen prof. Garry Whitelam (Leicester, UK), de Britse voorloper in het veld. In 2003 maakte hij de overstap naar de groep Ecofysiologie van Planten van de Universiteit Utrecht. In de jaren daarna verwierf hij onder meer een Veni en een Vidi. In 2015 werd hij benoemd tot hoogleraar Plant Photobiology.

Lees meer over het onderzoek van Ronald Pierik

Enrico Mastrobattista: Genetisch defect herstellen met CRISPR/Cas9 in nanodeeltjes
Dr. Enrico Mastrobattista

Dr. Enrico Mastrobattista is een expert in het onderzoek naar het verpakken van DNA en eiwitten in nanodeeltjes om deze zo gericht mogelijk af te geven aan zieke cellen in het lichaam. Met zijn Vici wil hij deze expertise inzetten om een therapie te ontwikkelen voor ziekten met een genetische oorzaak. Daarvoor gaat hij op zoek naar nanodeeltjes die het revolutionaire CRISPR/Cas9 systeem precies in de juiste cellen van patiënten afleveren en daar zorgen voor herstel van het genetische defect.

Er zijn meer dan 4000 aandoeningen bekend die worden veroorzaakt door een genetisch defect. Voor veel van deze aandoeningen is er geen behandeling beschikbaar, of worden de symptomen bestreden door een levenslange behandeling met medicijnen. Het zes jaar geleden aan een Amerikaanse universiteit ontwikkelde CRISPR/Cas9 systeem leek eindelijk perspectief op genezing te bieden. Dit knipt het DNA in een cel precies op de gewenste plek doormidden en stimuleert herstel van het genetisch defect. “Inmiddels is echter duidelijk geworden dat een aantal tekortkomingen van CRISPR/Cas9 die therapeutische toepassing bij de mens in de weg staan”, licht Mastrobattista toe.

Tekortkomingen

Zo probeert het lichaam het CRISPR/Cas9 systeem zo snel mogelijk af te breken en is het moeilijk om het precies in de kern van zieke cellen te krijgen. Ook blijken veel mensen al afweerstoffen - antilichamen - te hebben tegen het Cas9 eiwit. Bovendien knipt het systeem vaak niet alleen op de gewenste plek, maar ook op niet-gewenste plekken in het DNA.

Ernstige leveraandoening

Op basis van zijn ervaring met het verpakken en gericht afleveren van DNA en eiwitten, heeft Mastrobattista nu een strategie bedacht om deze problemen met het CRISPR/Cas9 systeem aan te pakken. Hij wil komen tot een toepassing die getest kan worden in een muizenmodel voor een ernstige leveraandoening. Daarnaast zal hij een aantal strategieën onderzoeken om ongewenste afweerreacties te voorkomen.

Enrico Mastrobattista

Enrico Mastrobattista studeerde en promoveerde aan de Universiteit Utrecht in de medische biologie. Daarna werkte hij als Marie Curie Fellow in de groep van prof. Andrew Griffiths bij het vooraanstaande MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge aan de gerichte evolutie van enzymen in synthetische cellen. Terug in Utrecht verwierf hij een Vidi waarmee hij deze technologie verder uitbreidde voor toepassing in gentherapie. In 2013 ontving hij de Galenus researchprijs (Prix Galien) voor zijn onderzoek naar nanomedicijnen voor biologische geneesmiddelen. Vanwege zijn expertise is hij betrokken bij een aantal Europese samenwerkingsverbanden. Naast een groot aantal publicaties, heeft hij vijf patenten op zijn naam staan.

Lees meer over het onderzoek van Enrico Mastrobattista.

Maarten Kole: De snelheid van een gedachte op nanoschaal
Maarten Kole

Miljarden cellen in onze hersenen verwerken informatie extreem snel en efficiënt doormiddel van de isolerende eigenschappen van myeline. Maarten Kole zal op nanoschaal bestuderen of zenuwceluitlopers met myeline werken als coaxkabels. Zijn onderzoek zal inzicht geven in de fundamentele mechanismen van snelheid en precisie in informatieverwerking en demyeliniserende aandoeningen.

Maarten Kole

Maarten Kole is is groepsleider bij het Nederlands Herseninstituut van de KNAW in Amsterdam en daarnaast sinds 2014 bijzonder hoogleraar ‘Biofysica van complexe cellulaire systemen’ aan de Universiteit Utrecht. Hij wordt internationaal beschouwd als een expert op het gebied van biofysische sub-cellulaire metingen aan zenuwcellen (neuronen). Zijn leerstoel maakt deel uit van de groep Cellbiologie van het Institute for of Biodynamics and Biocomplexity, waarin onderzoek wordt gedaan naar transportprocessen in levende (zenuw)cellen. Kole studeerde Biologie aan de Rijksuniversiteit Groningen en promoveerde in de neurowetenschappen aan het Leibniz Instituut in Göttingen. Daarna werkte hij aan de Universität Freiburg en de Australian National University. In 2011 keerde hij terug naar Nederland, waar hij een aanstelling kreeg bij het Nederlands Herseninstituut. In dat jaar verwierf hij ook een ERC Starting Grant.

Lees meer over het onderzoek van Maarten Kole in het nieuwsbericht over zijn oratie en op de site van zijn groep bij het Herseninstituut.