Projekter vi har finansieret

Molekylær elektronik er en lovende ny retning indenfor elektronik, hvor sædvanlige elektroniske komponenter baseret på silicium og metaller erstattes af organiske molekyler. Molekyler er ekstremt små og kan ved hjælp af kemisk syntese skræddersyes til at udføre særdeles avancerede funktioner. Den ultimative grænse for miniaturisering af elektronik er nået når et enkelt molekyle kan fungere som en elektronisk komponent. Før dette bliver en realitet skal to fundamentale udfordringer løses; at skabe stabil elektrisk kontakt til en enkelt molekyle samt at måle de iboende egenskaber af molekylet. To forskere fra Nanokemi på Københavns Universitet vil imødekomme disse udfordringer ved at udvikle nye metoder til at danne elektrisk kontakt til enkelte molekyler samt at udnytte lysudsendelsen fra disse molekyler ved påført elektrisk felt til at afdække deres elektroniske egenskaber. Forskningsprojektet vil give et helt nyt redskab til at studere ladningstransport gennem individuelle molekyler.

En central opdagelse i strengteori har været opdagelsen af en forbindelse mellem gravitationsteorier og stærkt koblede teorier hvilke der optræder mange af i naturen. Dette betyder specielt at vi kan bruge sorte huller til at forstå stærkt koblede kvantefeltteorier, bl.a. relevante for kvark-gluon plasmaet observeret i partikelacceleratorer samt kvantekristiske faststofsystemer, ved endelig temperatur. Formålet med det foreslåede projekt er at anvende ansøgerens nye banebrydende arbejde i studiet af de teoretisk aspekter af sorte huller for at opnå ny og original indsigt i oversående korrespondance mellem gaugeteorier og gravitationsteorier. Dette vil dermed udvide vores forståelse af partikler og faststofsystemer. Arbejdet vil involvere opdagelsen af helt nye fluid og elastiske egenskaber af sorte huller samt afklaring af disses duale fortolkning på feltteorisiden. Bagefter kan dette give os ny forståelse af diverse effekter såsom kvarker der bevæger sig i gennem et varmt plasma samt give os indsigt i faseskift i faststofsystemer, for eksempel superledere og superflydende væsker. Projektet vil være solidt funderet i en stor samling af internationale samarbejder og netværk samt involvere et workshop der samler ledende internationale eksperter.

Det er en kendsgerning at de store iskapper i forbindelse med istiderne har haft en enorm indflydelse på udformningen af jordens overflade ved at omlejre store mængder af overfladenære sedimenter og dermed skabe nye og spektakulære glaciale landskaber. Derimod er det mere uklart hvilke specifikke mekanismer i forbindelse med omlejringsprocesserne under isen som gør at iskapper generelt anses for at være blandt de mest effektive til at omfordele sedimenter på jordens overflade. Dette projekt har til formål at undersøge formen og overflademorfologien af sandkorn fra glaciale aflejringer (moræneler) for at få en bedre forståelse af glacial erosion, transport og aflejring. Ved hjælp af laserteknik er det hensigten at et stort antal sandkorn fra moræneaflejringer fra Sønderby Klint, fra Mors i Danmark skal undersøges i laboratoriet med henblik på at tolke de glaciale aflejringsprocesser. Endvidere vil vi undersøge hvordan sandkorns form og morfologi udvikler sig i et ring-shear apparat under forskellige deformations scenarier for at få en bedre fysisk forståelse af de glaciale processer som sker under iskapper.

Hvordan opdager en celle, at den er inficeret med en virus, og hvad gør den for at stoppe virussen? En måde, vores krop kan genkende fremmede organismer på, er at danne antistoffer imod dem. Herefter forhindrer antistofferne fremmede organismer i at trænge ind i vores krop. Det tager dog tid at danne effektive antistoffer, og derfor har vores krop en række proteiner, som kan genkende virus og beskytte os, indtil vi har dannet antistoffer. Disse proteiner går under fællesbetegnelsen ”det medfødte immunforsvar” og var genstand for nobelprisen i medicin i 2011. Vores forskning fokuserer på hvordan det medfødte immunforsvar genkender indtrængende virus og bekæmper disse. For at bruge et billede så svarer den måde, virus genkendes på, til, hvordan vi kan kende forskel på arbejdsmanden og ingeniøren. De kan skifte tøj, men deres hænder vil afsløre, hvem der er hvem. Virussen prøver på alle måder at skjule sin sande identitet men afsløres af bestemte molekylære mønstre, der er uløseligt forbundet til virussens formering. Det kan f. eks. være virussens arvemasse der således genkendes. Vi er særligt interesserede i nogle alarm proteiner kaldet OAS. OAS genkender virus og starter en kaskade, der nedbryder cellens proteinsyntesemaskineri og uden det kan virussen ikke formere sig og infektionen stoppes. Samtidig kan et bestemt medlem af OAS protein familien sende et signal til resten af immunforsvaret, der siger: ”Der er en virus løs. Mobiliser immunforsvaret!

Hjerteceller kræver konstant tilførsel af ilt for at opretholde deres funktion og sikre deres overlevelse. Den høje efterspørgsel efter ilt kan føre til dannelse af meget reaktive molekyler kaldet reaktive oxygen specier (ROS) som er i stand til at regulere mange intracellulære processer. Generelt vil moderate niveauer af ROS virke som en fremmer af celle overlevelse, mens en svær stigning kan inducere celledød. Celler har udviklet enzymatiske (oxidative enzymer) og ikke-enzymatiske (små anti-oxiderende molekyler) forsvarsmekanismer for at undgå ROS akkumulering, som menes at være ansvarlig for patogenesen af mange sygdomme inklusiv hjertesygdomme. Indtil nu har undersøgelser om redox regulering fokuseret hovedsageligt på ROS som signal molekyler der kontrollerer redox-følsomme intracellulære signaleringskaskader, mens regulering af oxidative enzymers ekspression og aktivitet for det meste stadig er ukendt. Vores nye resultater indikerer at en specifik klasse af enzymer kaldet protein kinaser, beskytter celler mod oxidativ stress ved at regulere ekspressionen af oxidative enzymer. I dette projekt vil brug af cellebiologiske-, molekylærbiologiske- og avancerede genekspressions- teknikker være afgørende for identifikationen af de molekylære mekanismer der kontrollerer redox homeostase. Denne ny viden om redox regulering vil være vigtig for udvikling af fremtidige behandlingsmuligheder af hjertesygdomme opstået som følge af ROS akkumulering.

Projektet er en undersøgelse af isalgers fotoakklimation og fotobiologi. Isalger er lokaliseret i de nederste få cm af havisen i hele Arktis og Antarktis hvor de opretholder en fotosyntese ved ekstremt lave lysmængder. Isalger er nogle af de organismer der er i stand til at udføre fotosyntese ved nogle af mindste lysmængder og er her valgt som model for disse organismer. Isalgers fotosyntese er væsentligst lysbegrænset og lysmængden under havisen er en direkte funktion af snetykkelsen og sneen der har høj albedo og er stærkt lysabsorberende. Ved eksperimentel fjernelse af sneen og graduere lysmængden under isen kan det undersøges hvor hurtigt, hvordan og hvor godt isalgerne er i stand til at akklimatisere sig til øgede lysmængder? Kan de nå et punkt hvor lysmængden bliver for stor, fotosyntesen stopper og de går til grunde? Vores gruppe af danske og internationale forskere har udviklet helt nye fluorescensbaserede metoder til meget detaljeret at måle og kvantificere fotosynteseparametre uden at iskernen skal smeltes, dvs. målingerne foretages på helt uforstyrrede prøver. Projektet vil give svar på nogle fundamentale biologiske spørgsmål vedr. meget lidt lyskrævende organismers fotoakklimation og fotobiologi. Med stigende global temperatur og hurtigere snesmeltning om foråret og mindsket snetykkelse, på trods af mulig øget snefald, er spørgsmålene og svarene særdeles relevante da isalger bidrager ret så væsentligt til den Arktiske primærproduktion.

De fleste dyrearter kommunikerer livligt med artsfæller og knytter sig til hinanden i sociale netværk. Præcist hvordan, varierer dog meget, og der synes at være en sammenhæng mellem kompleksiteten i kommunikationen og variationen i måden, hvorpå dyr knytter sig til artsfæller i sociale netværk. I dette projekt vil vi undersøge forskellige aspekter af denne sammenhæng. Vi vil analysere, hvordan dyr erhverver sig viden om hinanden via kommunikation og anden adfærd, og vi vil som noget nyt teste, hvordan de udnytter denne viden til at skabe sig sociale nicher ved aktivt at ændre deres sociale omgivelser til egen fordel. Vi vil udnytte vor viden om social adfærd og kommunikation hos fire udvalgte dyrearter: vinkekrabber, guppyer, papegøjer og delfiner. De har til fælles, at de kan studeres i felten såvel på individ- som på populationsniveau, at de i en større eller mindre del af deres liv lever tæt på artsfæller, de fleste i flokke, og at deres indbyrdes kommunikation er kompliceret. Vi vil kvantificere, hvordan individerne skaber deres egne sociale nicher og opnår fordele derved, og vi vil teste betydningen af social nicheskabelse for evolutionen af forskellige sociale egenskaber hos de forskellige arter, f.eks. samarbejde imellem ikke beslægtede individer, forskellige aspekter af kompleks kommunikation samt seksuel udvælgelse og parringsadfærd.

En ladet bar partikel der bevæger sig i et felt vil få sin bane påvirket af feltets tilstand, men partiklen vil også lokalt deformere feltets struktur. Det vi observerer i naturen er ikke den bare partikel, men en såkaldt `påklædt' partikel, bestående af den bare partikel samt felt deformationen den trækker med sig. Matematiske modeller af naturen er formuleret i termer af bare partikler og felter, ikke de påklædte partikler som man ser i eksperimenter. Formålet med dette projekt er at benytte moderne metoder fra matematisk analyse, til at studere partikler i vekselvirking med massive kvante felter, og specielt at analysere dynamikken af de påklædte partikler der fremkommer. Det fundamentale problem der skal overvindes er at de dynamiske egenskaber for de påklædte partikler ikke kan aflæses fra den matematiske model direkte, men skal uddrages og anvendes ved brug af matematiske kneb. Desforuden er kun overordnede egenskaber ved deres dynamik kendt, så man er tvunget til at arbejde under et minimum af forudsætninger.

Øbiogeografien er den videnskab, som studerer arters immigration og uddøen på oceaniske øer. Øbiogeografien har indtil dato produceret modeller, der beskriver hvordan antallet af arter på øer varierer. Den mangler endnu at analysere, hvordan hele økosystemer eller økologiske netværk bliver opbygget på øer. Man vil f.eks. forvente, at planter skal etablere sig, før planteædere og rovdyr kan etablere sig. I dette projekt undersøges, hvordan fødenet opbygges på øer over geologisk tid. Studieområdet vil være De kanariske Øer. På fem af disse øer og desuden i Vestsahara, som er nærmeste fastland til Kanarøerne, vil jeg indsamle data til beskrivelse af lokale fødenet på de forskellige øer. De fem udvalgte øer varierer i alder fra én til 20 millioner år. Fødenettene på de fem øer vil derfor give et billede af, hvordan et fødenet kan have udviklet sig over en periode på 20 millioner år. Jeg vil desuden kunne bestemme, på hvilket tidspunkt i en øs "livsforløb", at dens økologiske kompleksitet er højest, målt ved et sæt netværksparametre. Desuden kan jeg afgøre, hvornår i øers livsforløb, at deres arters specialiseringsgrad topper. Endelig vil jeg kunne bestemme betydningen af særlige artslinks for evolutionen af endemiske arter. Studiet er af grundvidenskabelig betydning for vores forståelse af opbygning af biodiversitet - og mere generelt udvikling af kompleksitet.