Projekter vi har finansieret

Regulering og præcision af genekspression spiller en grundlæggende rolle for vedligeholdelse og differentiering af alt liv. Selvom fokus historisk set har været rettet mod transskription (geners aktivering), forudsiger vi, at RNA nedbrydning (fjernelse af geners produkter) er mindst ligeså vigtig for cellers regulering af genekspressionen. Dette er ikke mindst pga. den voldsomme ekspansion i vort kendskab til den ’ikke-protein-kodende’ (ncRNA) del af det humane genome, der projekterer, at antallet af kendte ncRNA-producerende gener snart vil overstige antallet af protein-kodende gener. Regulering vha. ncRNA vil derfor have kolossal betydning for mange aspekter af cellens biologi, hvilket allerede synliggøres ved at abnormale ncRNA niveauer korrelerer stærkt med forekomst af visse humane sygdomme, samt at RNA nedbrydningskomplekser i sig selv er sygdomsassocierede. Imidlertid er holdbare modeller for, hvordan ncRNA omsætning regulerer biologiske processer ikke tilgængelige. Hertil kommer, at det stadig er uklart, hvilke humane ncRNA’er, der er funktionelle, og hvilke, der blot er et resultat af tilfældig genomisk aktivitet. For at afdække RNA nedbrydningskompleksers centrale rolle i ncRNA biologi vil nærværende projektforslag etablere moderne, interdisciplinær forskning, der identificerer nye, og viderekarakteriserer kendte, humane RNA nedbrydningssystemer – deres sammensætning, topologi, biokemiske egenskaber, substratspecificitet og regulatoriske kapacitet.

Infektioner forårsaget af bakterier som danner biofilm er et stort problem for kritisk syge patienter, og i forbindelse med brug af katetre og implantater. Bakterier i biofilm er beskyttede imod den inficeredes immunforsvar og de udviser tolerance overfor antimikrobiel behandling. Der er et stort behov for viden om de molekylære mekanismer som er involveret i biofilm-dannelse og i biofilm-bakteriers tolerance overfor antimikrobielle stoffer. Forskningsprojektet er fokuseret på at opnå viden om de molekylære mekanismer som er involveret i biofilm-dannelse og antibiotika tolerance for den opportunistiske patogene bakterie Pseudomonas aeruginosa. Denne viden kan bruges til udvikling af stoffer som kan blokere biofilm-dannelse og antibiotika tolerance, og således gøre bakterierne sårbare overfor konventionelle antimikrobielle stoffer.

Membran proteiner fra familien af P-type ATPaser spiller en afgørende rolle i cellulær homeostase, ved at transportere substrater så forskellige som protoner og lipider på tværs af membraner. Denne pumpe-aktivitet følges af store konformationelle ændringer i proteinets struktur. Selvom der findes krystalstrukturer og flere velkarakteriserede medlemmer af denne gruppe, er de grundlæggende mekanismer stadig ukendte. Dette skyldes på den ene side besværligheder ved håndtering membran-integrale proteiner, under produktion og oprensning samt ved karakterisering i membraner. På den anden side forudsætter studier af deres molekylære mekanismer adgang til sofistikerede enkelt-molekyle eksperimentelle teknikker. Vi vil adressere dette fra begge sider, ved at etablere veldefinerede vesikel systemer samt state-of-the-art enkelt-molekyle teknikker til at studere rekonstituerede plante plasma-membran proton-pumpe proteiner. Dette vil åbne for nye indsigter i de indre virkemåder af P-type ATPaser.

Landjordens økosystemer er essentielle for jordens kulstofbalance. Hvert år udveksler landjordens økosystemer 20 gange mere kulstof end menneskeheden udleder. Planter omdanner CO2 til kulhydrater via fotosyntesen, men frigiver samtidig CO2 ved respiration (Ra), fordi plantevækst kræver energi. Samtidig sker der respiration (Rh) ved nedbrydning af døde plantedele, hvor især mikroorganismer i jorden omdanner kulhydrater til energi og CO2. Økosystemets totale respiration (Re) er summen af Ra og respiration fra nedbrydersamfundet (Rh). I naturen er Ra og Rh blandet sammen, fordi planternes rødder er i tæt kontakt med nedbrydersamfundet i jorden. Nøglen til en bedre forståelse af, hvordan økosystemers samlede kulstofbudget styres, findes ikke mindst i forbedrede metoder til at kunne skelne Ra og Rh fra hinanden. Derfor studeres dette område intenst af forskergrupper verden over. Vores mål er at udvikle en ny metode, som skal give ny viden om de individuelle bidrag fra Ra og Rh til Re i meget højere tidsopløsning end tidligere. Metoden er baseret på måling af stabile isotoper af kulstof- og ilt-atomer kombineret med en ny målemetode for respirationsmålinger i en bøgeskov i Danmark. Resultaterne vil kunne bidrage til øget forståelse af de individuelle processer i økosystemets kulstofomsætning og ultimativt være med til at forbedre vores evne til at forudsige, hvordan kulstofbalancen vil påvirkes under et ændret fremtidigt klima.

Opfattelsen af bakteriers livsformer og aktiviteter ændres i disse år radikalt; fra at betragtes som ukoordinerede enkeltceller med hurtig reproduktion som altoverskyggende succeskriterium, har beskrivelsen af organiserede, flercellede samfund og koordinerede, sociale aktiviteter resulteret i en ny dimension af mikrobiologi; sociomikrobiologi. Denne disciplin omhandler de sociale aktiviteter, der udføres af bakterier, samt de evolutionære dilemmaer, disse aktiviteter medfører. I dette projekt vil vi belyse centrale aspekter af sociomikrobiologien med udgangspunkt i tre sociale bakterielle aktiviteter; biofilm dannelse, horisontal genoverførsel, og udvikling af antibiotika resistens på populationsplan. Disse medicinsk og industrielt relevante eksempler vil blive anvendt til at belyse og undersøge de molekylære mekanismer, der både fører til, men også er resultater af, bakteriel sameksistens og sociale aktiviteter. De opnåede resultater vil både bidrage til vores fundamentale forståelse af bakteriel evolution, samt øge vores viden om, hvordan bakterier via sociale aktiviteter øger deres modstandsdygtighed overfor antibiotika og deres evne til at forvolde sygdom hos mennesker.

Hvert 11. år gennembrydes Solens overflade af ekstra stærke magnetfelter–næste gang er medio 2013, med Solcyklus 24. Enorme eksplosioner på Solens overflade skyder til tider magnetiserede plasmaskyer ud i Solsystemet, med ekstrem hastighed. Disse ’plasmoider’ kan ramme – og delvis gennembryde – Jordens beskyttende magnetfelt, og forårsage ødelæggelse af satellitter, el-nettet, samt forsyningsrørledninger til olie og gas. Fænomenet kaldes også populært ’solstorme’ – eller ’rumvejr’. Solstorme karakterises ved meget forskellige fysiske tids- og længdeskalaer: fra ekstremt hurtigt (millisekunder) varierende mikrofysiske processer, til langsomme (måneder eller år) processer, på hele Solsystemets skala. Gennem et internationalt forskningsnetværk, styrket af EU-samarbejdet ’SWIFF’ (www.swiff.eu) for rumvejrs-modellering, vil vi i dette projekt udvikle en fundamentalt ny videnskabelig supercomputermodel, hvor nødvendig multiskala-fysik inkluderer bl.a. elektriske felter, magnetiserede gasser, og relativistiske elektroner og ioner. Den nyskabende model skal køres på mange hundredetusinde af processorer parallelt, på nogle af verdens største supercomputere. Vores projekt vil bidrage væsentligt til et mere præcist billede af Sol-Jord plasmaforbindelsen, samt en detaljeret forståelse af Solstorme, og Rumvejrs opståen. Udover at være essentiel for forståelsen af Sol-Jord-plasmafysik er denne type plasmamodellering af væsentlig interesse også indenfor astrofysik og fusionsenergi-forskning.

Metaller forbindes ofte med høj optisk reflektivitet, men elektronernes kollektive oscillationer (plasmoner) kan benyttes på anden vis. Særligt kan overfladeplasmoner bruges til at lede og manipulere lys i strukturer, med meget mindre dimensioner end f.eks. hår-tynde lysledere. Plasmonics kan potentielt bygge bro over størrelsesgabet imellem traditionelle optiske komponenter og de endnu mindre elektroniske komponenter, der tilsammen udgør rygraden i kommunikationssystemer. Mere fundamentalt, så kan enkelt-foton lyskilder kontrolleres ved hjælp af overfladeplasmoner. Dette er lovende i forhold til kvante-informations processering, hvor informationer udveksles via enkelte fotoner. Bemærkelsesværdigt, så benyttes 'bulk' parametre ofte i beskrivelsen af selv meget små nanostrukturer, hvor elektronernes bølgeudbredelse og kollektive oscillationer begrænses af geometrien ('quantum confinement'). Fabrikation af stadigt mindre metalstrukturer har afsløret nye optiske fænomener der udfordrer klassiske modeller. Projektet er at forudse kvante-plasmoniske fænomener og etablere en grundlæggende forståelse i tæt synergi med egne eksperimenter og andre førende eksperimentelle grupper. Første mål er at opnå indsigt i effekter nær metal overflader og i nanotråde. Andet mål er at forstå komplekse strukturer og for hvilke geometrier er effekterne mest fremtrædende. Tredje mål er at forstå og forudsige kvante-optiske processer i metalomgivelser, hvor 'quantum confinement' er markant.

Detaljeret information om struktur, sammensætning og udviklingshistorie af den kontinentale litosfære, som danner den ydre 100-400 km tykke skal omkring jorden, er den vigtigste kilde til viden om processer i jordens indre. Disse processer forårsager naturkatastrofer og kontrollerer dannelsen af en række mineralske råstoffer. Viden om jordens langtids-udvikling kan kun opnås gennem studier af den kontinentale litosfære, da den ældste oceaniske litosfære kun er knap 200 millioner år gammel. Kratoner, som er op til 4 milliarder år gamle kerner i kontinenterne med unik struktur, giver os unikke muligheder for at forstå udviklingen af litosfæren. Det er enigmatisk hvorledes disse gamle kontinentale områder har overlevet igennem år-milliarder og har undgået destruktion pga. processer i jordens kappe. Årsagen hertil skal findes i den specielle sammensætning af deres litosfæriske kappe. Dette projekt vil levere afgørende ny information om ""feed-back systemet"" mellem termo-kemisk heterogenitet og udvikling af den kontinentale litosfære. Gennem integreret tolkning af geofysiske og petrologiske observationer, vil vi opstille den første højopløselige model af den af den kontinentale litosfæres struktur, dvs. variationer i temperatur, sammensætning, mineralogi, og rheologi. Modellen vil danne baggrund for validering af foreslåede processer, som bidrager til dannelse og udvikling af litosfæren gennem de seneste 4 milliarder år.

Performance management er i de seneste tiår blevet et allestedsnærværende fænomen i den offentlige sektor. Men der er stor forskel på,, hvordan PM-systemer udformes i forskellige lande, og hvor godt de virker. Dette projekt undersøger, hvordan den generelle ide om performance management er "oversat" til konkrete PM-systemer i en central velfærdssektor (sundhed) i tre forskellige lande (Danmark, Tyskland og England). Med udgangspunkt i forskelle i de tre landes sundhedssystemer gives forklaringer på forskelle og ligheder i design af PM. Endelig gennemføres en vurdering af, hvor godt de enkelte landes systemer er designet i forhold til at understøtte grundliggende værdier i denne sektor. Det vurderes særligt, om PM primært tager udgangspunkt i en New Public Management tradition, eller om nutidige PM systemer også formår at understøtte vigtige temaer som samarbejde og koordination i sundhedssektoren.

Et klassisk argument i den økonomiske litteratur er, at en virksomhed, der diskriminerer, må give afkald på profit. Derfor bør diskrimination forsvinde fra markedet, hvis der er tilstrækkelig konkurrence. Milton Friedman hævdede, blandt andet med dette argument som grund, at det er bedre at bekæmpe diskrimination ved hjælp af markedskræfter snarere end med love og regler. Forskningsprojektet ”Discrimination in a Strategic World” vil undersøge dette klassiske argument i et spil-teoretisk miljø, hvor virksomhederne interagerer strategisk med hinanden. Et simpelt eksempel, som projektet skal udvide og yderligere undersøge, viser, at i et sådant miljø kan det faktisk have en positiv indflydelse på et selskabs profit, hvis den diskriminerer. Det er et resultat, som ud fra et teoretisk perspektiv er overraskende (selv om vi kan forstå præcis, hvordan logikken fungerer). Resultaterne kan hjælpe os med at forstå, hvordan diskrimination ofte synes at overleve på trods af intense markedskræfter. Ideen, som resultatet er baseret på, kan også bidrage til forståelsen af, hvordan diskrimination i både arbejds- og produktmarkederne fungerer, og hvilke politikker som kan forventes at reducere omfanget af diskrimination. Ideen har formentlig også interessante konsekvenser for andre økonomiske spørgsmål, såsom incitamenter for v