Projekter vi har finansieret

Skyggefølsomme planter reagerer på skygge ved at øge væksten for at maksimere lysoptaget. Denne reaktion er uønsket i afgrødeplanter, fordi ressourcer omdirigeres fra produktion af f.eks. kerner til at forlænge stilke. For en bæredygtig landbrugsproduktion er det yderst vigtigt, at vi lærer at udrede komplekse signalnetværk for at forbedre plantens ydeevne under suboptimale forhold, især i lyset af faldende tilgængelighed af landbrugsarealer. Denne ansøgning vil undersøge transkriptionelle ændringer, der hidtil har været skjult i genomet, samt afkode nye feedback-regulatoriske moduler. Ved hjælp af komparativ genomforskning med modelplanten Arabidopsis og afgrødeplanten tomat vil vi identificere hovedregulatorer for skyggeunddragelse. Afkobling eller forbedring af feedbackmoduler, der virker i skygge, kan føre til mere skyggetolerante afgrødeplanter.

En energi-effektiv omdannelse af almindeligt forekommende, små molekyler som O2, H2O, N2 og CO2 er af kolossal samfundsmæssig, teknologisk og miljømæssig interesse. Af særlig interesse er eksempelvis en soldreven elektrolyse af vand som kan bruges til at dannes brint. Imidlertid skal der samtidig dannes ilt som desværre kun foregår langsomt og energi-ueffektivt. Dette problem kan løses ved brug af katalysatorer der dog, desværre, er baseret på på sjældne grundstoffer som iridium og ruthenium. I dette projekt vil vi udvikle nye katalysatorer baseret på metal- organiske netværksstrukturer (MOFs) samlet sammen af almindeligt forekommende grundstoffer som eksempelvis chrom og jern. MOFs udgør en nye familie af designer materialer hvor egenskaberne kan tunes ved at sammensætte materialerne af forskellige molekylære byggeklodser. Sådanne materialer er ofte porøse således at mindre molekyler frist kan svømme ind og ud af materialerne. Hvis man endvidere vælger byggeklodserne på en sådan måde at deres respektive energiniveauer passer sammen kan man få elektroner til at hoppe igennem materialerne. Herved har man lavet et krystallinsk materiale som både er porøst og elektrisk ledende, hvilket er en kombination af egenskaber som ingen andre materialer har. Dette scenarie er derudover ideelt for elektrokatalyse: ilt og vand- molekyler kan frit svømme rundt i materialet og modtage eller afgive elektroner til materialet hvilket er helt ny løsning på problemet med omdannelsen af H2O til O2.

Dette projekt udvikler en ny metode til at beregne forudsigelser af generel relativitetsteori på basis af helt nye beregningsmetoder lånt fra den kvantemekaniske teori for spredningsamplituder. Fordelen ved denne nye formulering er, at dens perturbationsteori er baseret udelukkende på Newtons konstant, hvorved den automatisk summerer alle led i hastigheder. Dette er den såkaldte post-Minkowski udvikling i generel relativitetsteori, som hidtil har været næsten umulig at implementere med standardmetoder. Som et biprodukt giver denne nye rækkeudvikling trivielt den mere kendte post-Newtonske rækkeudvikling der hidtil har været benyttet til f.eks. at beregne tyngdebølger fra kollisionen af to sorte huller. Med den nye metode kan disse beregninger skubbes til betydeligt højere præcision.

Et af de hyppigt stillede spørgsmål i forbindelse med genregulering og forståelsen af cellulære processer er ”Hvilke gener bliver reguleret og hvilke faktorer regulerer disse geners ekspression?” På trods af dette, er det dog stadig vanskeligt at fastslå årsagssammenhænge mellem gener ved hjælp af eksperimentelle såvel som bioinformatiske analyser. For at forstå disse årsagssammenhænge agter vi at udvikle en ny beregningsmetode kaldet Multivariat Overførsels Entropi (MTE) til brug på data fra enkelt-celle RNAsekventeringsteknologi (scRNAseq). scRNAseq kan vise dynamiske ændringer i genekspression på enkeltcelleniveau. Med baggrund i scRNAseq data beregner MTE graden af informationsudveksling mellem gener ud fra genernes ekspressionsprofil. Vores foreløbige resultater antyder, at kombinationen af scRNAseq og MTE er ekstremt kraftfuld til beregning af årsagssammenhænge mellem gener. Ved anvendelse af MTE agter vi at identificere hidtil ikke-karakteriserede regulatoriske mekanismer i differentiering af mESC (embryone stamceller fra mus) og i bugspytkirteludvikling i mennesker.