NWO ENW-XL-miljoenenbeurzen voor onderzoeksconsortia RUG

Verschillende onderzoeksconsortia aan de RUG hebben van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) grote beurzen gekregen. Het gaat om ENW-XL-beurzen (voorheen OC ENW-GROOT) van enkele miljoenen voor verschillende onderzoeksvoorstellen binnen de Exacte en Natuurwetenschappen. Daarbij zit onder andere onderzoek naar ‘koude’ moleculen, die ons meer kunnen vertellen over de oerknal, en onderzoek naar het ontstaan en de bestrijding van urineweginfecties.

De ENW-XL-beurzen zijn specifiek bedoeld voor onderzoeksconsortia, waarmee een wetenschappelijk samenwerkingsverband bestaande uit minimaal twee personen wordt bedoeld. De onderzoeksvoorstellen moeten nieuwsgierigheidsgedreven, ongebonden en fundamenteel van aard zijn.

De volgende onderzoeksconsortia waarbij RUG-wetenschappers als hoofdaanvrager zijn betrokken ontvangen een ENW-XL-beurs:

Giovanni Maglia (GBB, Faculty of Science and Engineering, hoofdaanvrager) - Eiwitten één voor één ontrafelen met nanoporiën - ca. €3.1 miljoen

Medeaanvragers: Sonja Schmid (WUR), Cees Dekker (TU Delft)

Eiwitten zijn de werkpaarden in onze cellen. Toch missen we nog veel informatie over deze fundamentele levensmoleculen. Het team zal onder leiding van Maglia nieuwe technologieën ontwikkelen op basis van nanosensoren om de belangrijkste uitdagingen bij de analyse van proteïnen aan te gaan: proteïnen tellen en identificeren, hun basiscode aflezen op het niveau van één molecuul, en de tijdelijke vormveranderingen van individuele proteïnen oplossen, die aan de basis liggen van hun functie. Het één voor één ontrafelen van eiwitten door hun sequentie en functionele dynamiek op te lossen, biedt een buitengewone kans om ons begrip van eiwitten radicaal te verbeteren.

Marjon de Vos (GELIFES, Faculty of Science and Engineering, hoofdaanvrager) - Urineweginfecties Herbeschouwd: Microbiële eco-evolutionaire aandrijvers en regulatoren - ca. €3 miljoen

Medeaanvragers: Janneke van de Wijgert (UMCU/UU), Justin van der Hooft (WUR), Marnix Medema (WUR), Celia Berkers (UU), Michael Seidl (UU), Jerry Wells (WUR), Rampal Etienne (RUG)

Urineweginfecties komen veel voor onder vrouwen. Ook na behandeling met antibiotica is de kans groot dat de infectie terugkeert. Bovendien zijn de microben die urineweginfecties erg divers en neem de resistentie tegen antibiotica toe. Hierdoor is goede behandeling nog niet mogelijk. Dit onderzoek wil daar verandering in brengen door te kijken hoe de microben die de infectie veroorzaken zijn samengesteld en hoe interactie binnen deze microben eruit ziet. Zij willen zo ontdekken hoe een gezonde microbe toch een zieke microbe kan worden die tot urineweginfecties kan leiden. Dit kan helpen bij de diagnosticering, behandeling en het voorkomen van infecties.

Het multidisciplinaire team bestaat uit microbiologen, infectieziektenspecialisten, biologen en scheikundigen van verschillende universiteiten en onderzoeksinstituten.

Steven Hoekstra, Anastasia Borschevsky, Rob Timmermans en Lorenz Willmann (Van Swinderen Institute, Faculty of Science and Engineering, hoofdaanvragers) - Met koude moleculen op zoek naar een barst in fundamentele symmetrieën - ca. €2.6 miljoen

Het Standaardmodel van de deeltjesfysica heeft een probleem: het kan niet verklaren hoe wij (en alle materie om ons heen) voortgekomen zijn uit de oerknal. Met een sterk afgekoelde en langzaam bewegende molecuulbundel willen deze onderzoekers het model beter dan ooit testen. De kans is groot dat er voor het eerst een afwijking wordt gevonden – weerspiegeld in de asymmetrie van een fundamenteel puntdeeltje: het elektron.

Het onderzoek naar de fundamentele deeltjes en hun interacties, dat normaliter het terrein is van gigantische experimenten bij deeltjesversnellers zoals CERN in Geneve, kan hier ook met een alternatieve kleinschalige aanpak goed werken. De onderzoekers bouwen een experiment van slechts enkele meters lang, waarbij zij de eigenschappen van moleculen heel nauwkeurig kunnen bepalen, door hun kwantumstructuur met laserlicht uit te lezen. De groep brengt de benodigde expertise van deeltjesfysica, atoom- en molecuulfysica en quantumchemie bij elkaar.

Het experiment is een samenwerking tussen de RUG, de Vrije Universiteit en de Universiteit van Amsterdam.

Ulrike Dusek (ESRIG, Faculty of Science and Engineering, hoofdaanvrager) - De rol van wolken in de stikstofchemie

Door de hoge stikstofemissies van verkeer en landbouw is stikstofdepositie een serieus probleem geworden in Nederland. In het CAINA-project gaan de aanvragers onderzoeken hoe wolken stikstofemissies omzetten in schadelijk fijnstof. Tegelijkertijd worden wolken zelf veranderd door stikstofverontreinigende stoffen en dit kan verkoelende effecten hebben op het wereldklimaat. De onderzoekers zullen de geavanceerde instrumenten van het Nederlandse Ruisdael Observatorium en gedetailleerde wolkenmodellen gebruiken om zowel het effect van wolken op stikstofverontreinigende stoffen als het effect op wolken te onderzoeken.

Andere betrokkenen

Naast deze toekenning zijn twee andere onderzoekers van het Van Swinderen Institute als mede-aanvragers betrokken bij onderzoeksaanvragen: Julia Even, Kristof de Bruyn. Verder zijn ook RUG-wetenschappers Richard Bintanja, Marcos Guimaraes, Gerrit Bauer, Bart van Wees, Rifka Vlijm, Wouter Roos, Steffen Muller, Cecilia Salgado en Peter Deuss betrokken als mede-aanvragers bij onderzoeksvoorstellen.

Even is mede-aanvrager bij een project onder leiding van Anna Watts (UvA), dat materie onder extreme omstandigheden wil bestuderen, zoals in neutronensterren en fusies, en in botsingen van zware ionen. Zo wil het team opheldering verkrijgen over de eigenschappen van neutronenrijke kernen.

De Bruyn is mede-aanvrager bij het FASTER-consortium. Dit consortium gaat nieuwe detectortechnologieën en computeralgoritmes ontwikkelen die gebruik maken van zeer precieze tijdsinformatie, op het niveau van een picoseconde (een biljoenste van een seconde). Het succes van dit onderzoek ligt bij de deeltjesdetectoren die de sporen van de brokstukken die ontstaan bij de botsingen vastleggen. In de komende jaren zal de intensiteit van de botsingen bij de LHC-versneller bij CERN omhooggaan. Dit vraagt om een geheel nieuwe aanpak van instrumentatie en algoritmes. De Bruyn zelf richt zich op de tijdsprecisie die behaald kan worden met nieuwe detectortechnologieën.

Bintanja is als mede-aanvrager betrokken bij een consortium (NIOZ, TUD, RUG, UU) dat de rol van de Noordzee en de uitwisseling met de Atlantische Oceaan op klimaat en CO2-opslag nader wil onderzoeken. Een kustzeem als de Noordzee biedt veel mogelijkheden voor het vastleggen van CO2 door fysieke, biologische en sedimentologische processen. Maar wat er precies met de koolstof gebeurt is nog niet duidelijk, vooral de balans tussen uitstroom naar de Atlantische Oceaan en opslag in de zeebodem. Aan de hand van veldonderzoek en computermodellen probeert dit consortium, dat de naam North Sea-Atlantic Exchange (NoSE) Project draagt, hierachter te komen.

Guimaraes, Bauer en Van Wees zijn betrokken bij onderzoek onder leiding van de TU Delft dat over een gas van magnetische golven in materialen van 1 atoomlaag dik gaat. Recent ontdekte, atomair dunne magnetische kristallen veroorzaken momenteel wereldwijde opwinding in  de natuurkunde. Hun magnetisme is namelijk goed controleerbaar, wat mogelijkheden biedt voor  informatietechnologie op de allerkleinste schaal. Het project richt zich op het opwekken, controleren, en detecteren van een gasachtige toestand van magnetische golfjes in deze materialen, om zo de eerste  tweedimensionale magneetgolftransistor te bouwen.

Vlijm en Roos zijn onderdeel van het consortium 'In search of the coronavirus Achilles’ heel' (Dr. D. Dulin, VU). Hoewel er vaccins voor COVID-19 beschikbaar zijn, moeten we inzicht krijgen in de wijze waarop het virus zich in de cel vermenigvuldigt om nieuwe antivirale geneesmiddelen te kunnen ontwikkelen. Dit onderzoek wil de achilleshiel van het coronavirus onderzoeken, namelijk hoe coronavirussen hun genetisch materiaal vermenigvuldigen en hoe genetisch materiaal in nieuwe virusdeeltjes wordt verpakt.

Muller en Salgado van het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence zijn mede-aanvrager in het project "Rational points: new dimensions" (PI Dr. M.J. Bright, Univ. of Leiden).  De negen projecten in dit voorstel ontsluiten op drie manieren nieuwe werelden voor de studie van rationale punten: door onze kennis over krommen uit te breiden naar hogerdimensionale objecten, door de wereld van rationale getallen te vergelijken met die van modulaire rekenkunde, en door te interpoleren tussen gehele en rationale oplossingen. Door methoden van getaltheorie en meetkunde te gebruiken zullen zowel kwalitatieve als kwantitatieve resultaten worden behaald, met zowel theoretische implicaties als concrete toepassingen.

Deuss van het Engineering and Technology Institute Groningen (ENTEG) is mede-aanvrager in het project Why do plants develop wood and lignin in their stems? (prof. dr. R. Offringa, Univ. Leiden).