2006

2005

2004

LTP Climate, environment and environmentally friendly energy

Climate and loss of natural diversity

Internationalization

Societal security and civil preparedness

Renewal in the public sector

Velferdstjenester

Frontpage Image

Marine icon

Petroleum og mineraler

LTP Hav ikon

Oceans and coastal areas

LTP2 Muliggjørende og industrielle teknologier ikon

Enabling and industrial technologies

Trust and community

Professional environment

High quality and accessibility

LTP Climate

Strengthened competitiveness and innovation capacity

LPT Health

Health

Portefølje Muliggjørende teknologier ikon

Enabling technologies

Portefølje Samisk ikon

Samisk

Portefølje Industri og tjenestenæringer ikon

Industry and services

android-chrome-192x192

Life sciences

Portefølje Naturvitenskap og teknologi ikon

Natural sciences and technologies

Portefølje Humaniora og samfunnsvitenskap ikon

Humanities and social sciences

Portefølje Global utvikling og internasjonale relasjoner ikon

Global development and international relations

Portefølje Demokrati, styring og fornyelse ikon

Democracy, administration and renewal

Portefølje Utdanning og kompetanse ikon

Education and competence

Portefølje Velferd, kultur og samfunn ikon

Welfare, culture and society

Portefølje Helse ikon

Portefølje Hav ikon

Oceans

Portefolje Petroleum Ikon

Petroleum

Portefølje Klima- og polarforskning ikon

Climate and polar research

Portefølje Landbasert mat, miljø og bioressurser ikon

Land-based food, the environment and bioresources

Portefølje Energi, transport og lavutslipp ikon

Energy, transport and low emissions

 An innovative business community

LTP3 Helse

Portefølje Livsvitenskap ikon

LTP2 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevne ikon

LTP2 Utvikle fagmiljøer av fremragende kvalitet

LTP2 Samfunnssikkerhet og samhørighet ikon

LTP2 Fornyelse i offentlig sektor ikon

LTP2 Klima, miljø og miljøvennlig energi ikon

Forsidebilde optimalisert

project-bank-technical

Et innovativt næringsliv ikon

Muliggjørende teknologier bakgrunn

Marin bakgrunnsbilde

Marin ikon

Forsidebilde

Forside

Prosjektbanken presenterer statistikk og informasjon om prosjekter med finansiering fra Forskningsrådet fra 2004. Statistikken er fordelt på blant annet tema, år, geografi og organisasjon. Prosjektbanken gir også detaljert informasjon om de enkelte prosjektene.

How the grants are distributed between organisations, counties, subject areas etc....

...or see the summary and other information about the projects you have selected

Here are some examples of searches you can perform in the Project Databank

All long term plan objectives

En god beskrivelse av denne siden for søkemotoroptimalisering

About Text Queries

No thematic area or topic related to the project

has received funding in the programme period

No popular science description is available

have received funding in the programme period

The project with project number {{project number}} was not found

Statistics

Technical description

Woops, something went wrong. Please refresh the page. If the error persists, please contact us.

We could not find what you were looking for

See statistics related to this LTP objective

See projects related to this LTP objective

related to this LTP objective have received grants

has been granted to projects related to this LTP objective

has been granted to projects related to this portfolio

related to this portfolio have received grants

Portfolios

About Prosjektbanken

Ukjent

Landbruks- og fiskerifag

Ukjent Fylke

Utlandet

Frittstående prosjekter

Sverige

Ingen søknadstype

Blekkspruter er fasinerende dyr og med deres unike kroppsfasong, forseggjorte nervesystem og avanserte adferd, kan de enkelt tilpasse seg til komplekse miljøer, overliste predatorer og konkurrere om mat mot store virveldyr.  Tilpasningsdyktigheten kommer av at de er utrolige sansespesialister som bruker de sugekoppkledde armene sine som sanseorgan for å føle seg frem, eller rettere sagt, smake seg frem i områder som ikke er tilgjengelige for tradisjonelle sanser som synet. Hver arm inneholder ikke bare tusenvis av sanseceller som kan oppfatte kjemisk og mekanisk informasjon, men de har også uavhengige ganglier, som fungerer som «mini-hjerner» og disse tillater armen å intergrere perifere signaler slik at armen kan handle selvstendig uten at hjernen bearbeider dem. 
 
I dette prosjektet skal vi utnytte disse mini-hjernene som forenklede nervekretsmodeller, sammen med den nylig oppdagede blekksprut-kjemotaktile reseptorfamilien (CRs) som et robust  modellsystem for å bygge bro mellom fundamentale prinsipper for hvordan kjemiske signaler oppfattes, filtreres og kodes i hjernen, med organismens tilpasning. 

Kjemisk kommunikasjon brukes i flerfoldige komplekse adferder i marine miljø; det inkluderer mikrohabitatseleksjon, navigasjon over store havområder, predasjon og søken etter en make. Dyr har derfor et bredt spekter av cellulære og molekylære tilpasninger som tillater dem å oppdage, filtrere og prosessere relevant kjemisk informasjon fra deres spesifikke økologiske nisje. Å sammenligne to blekksprutarter med helt forskjellige livsstiler og anatomi vil gjøre det mulig for oss å gi et solid kunnskapsgrunnlag om kjemosensoriske prosesser i akvatiske miljø, og studere hvordan kjemisk koding skjer. Da kan vi begynne å forstå hvordan disse prosessene forvrenges av forurensing og hvilke potensialer blekkspruter har til å tilpasse seg et miljø i endring.

The ability to detect and process salient sensory information from complex and ever-changing environments is crucial to an organism’s survival. Chemical communication is used in a variety of complex behaviors in marine environments, that include microhabitat selection, navigation across large ocean basins, predation, and mate location and animals exhibit a broad range of cellular and molecular adaptations that enable them to detect, filter and process relevant chemical information from their specific ecological niche.
Here I propose to leverage a sensory specialist and the recently discovered octopus chemotactile receptor family (CRs) as a powerful model system to bridge fundamental principles of how single proteins transduce and filter chemical signals based on their environmental and cellular context with organismal adaptation. We will perform comparative analysis of octopus protein sequence to learn about functional domains of these proteins and pair this approach with the characterization of cellular properties and neuronal coding across octopus species. The results will provide a foundational basis to study chemical signaling among aquatic organisms. This foundation can then be extended so understand which chemical molecules are employed as info chemicals in species specific environments and how chemical coding might be distorted by environmental pollution. We will use an interdisciplinary approach, that spans from protein structure function analysis over single cell electrophysiology to nervous system coding and natural products identification to further the knowledge in marine invertebrate chemosensation. The project will provide a solid basis of knowledge about these processes in a sensory specialist- a unique opportunity that enables insights into the vast mechanisms of aquatic chemosensation that cannot be easily studied in other systems.

A sucker for taste – Octopus chemotactile sense as a model for molecular evolution and ecological adaptations in marine chemosensory systems

I REFUEL-prosjektet har forskning, industri og statlige institusjoner gått sammen for å gjøre lavkarbon- og nullutslippsløsninger til et realistisk alternativ for kystflåten. Fyllestasjoner for disse drivstoffene er ennå ikke tilgjengelige. Å konvertere fartøyene fra fossilt brensel til nullutslipps eller lavkarbon drivstoff er derfor ikke mulig uten samtidig å etablere et system for pålitelige og effektive fyllings- og ladetjenester.

I dette prosjektet vil en konseptuell plan for en bærekraftig, grønn energiforsyningskjede langs kysten bli utviklet. Dette inkluderer anbefalinger for plassering, utforming og innhold av modulariserbare grønne energistasjoner. Implementering av ettermonterte multidrivstoffsystemer om bord på kystfartøyer vil også bli undersøkt. Ved å gjøre grønn energi tilgjengelig for fiskefartøy, havbruksfartøy, passasjerbåter, bulkskip og andre lastefartøy, skal prosjektet bidra til å nå Norges mål om utslippsreduksjon innen 2030 og 2050.

Prosjektet skal gjøre kunnskap og teknologi om alternative drivstoff tilgjengelig for andre næringer og publikum, og dermed fremskynde overgangen til fornybar energi for samfunnet totalt. Anbefalinger om utvikling av infrastruktur for lavkarbon og nullutslippsdrivstoff vil bli formidlet fra prosjektet til offentlige etater og beslutningstakere. Selv om prosjektet fokuserer på kystskip i Norge, vil resultatene av prosjektet også være anvendelige for kystinfrastruktur over hele verden.

9 norske maritime selskaper som dekker hele verdikjeden er aktive partnere i prosjektet: Corvus, Frøy ASA, HPS – Haf Power Solutions, Hofseth International, Inseanergy, Morwegian Coastal Administration, Nogva Motorfabrikk, Norwegian Hydrogen, ÅKP – GCE Blue Maritime Cluster. NTNU Ålesund er prosjektleder. To ph.d.-kandidater vil bli utdannet i prosjektperioden fra 2023 til 2027.

Due to national and international regulations for reducing global greenhouse gas emissions, the maritime industry must develop new solutions for alternative fuels. Viable sustainable alternatives are not yet available for this industry, and a sustainable coastal green energy supply chain must therefore be established. 

Through analyses of real data on sailing routes and energy consumption, the project will identify locations for future energy stations, specify the types and quantities of energy carriers to be offered at the individual station, develop a layout of the station, and propose strategies to avoid peaks in demand at the energy station. The whole value chain from production to consumption of the energy carrier will be included in the analyses. As a result, the project will contribute to enabling scaling up the green fuel value chain and making green fuels available as a realistic alternative for the maritime sector. 

The project will also build integration between various energy systems. This is related to interfaces and total energy efficiency, including heating/cooling, energy conversion, and propulsion power.  The aim is to develop scalable solutions, which may be implemented in other industries as well, and contribute to a faster transition to zero- and low-emission fuels.

The project results will enable these vessels to change from fossil fuels to zero or low emission fuels. This will be achieved through planning a green energy supply network and infrastructure, efficient energy solutions onboard the vessel, including multi-fuel solutions, new layout, and implementation of new technology. Interchangeability in energy systems will increase the lifetime of the energy systems and increase the sustainability of the industry. In this project, possibilities and limitations related to maritime application of the various novel energy systems will be investigated, with respect to production, storage, distribution and supply, design, operation, and safety.

Infrastructure for low- and zero-emission solutions in coastal shipping

Autoteaming-prosjektet skal utvikle nye teknologier for sømløst menneske-maskin-samarbeid for å akselerere den digitale transformasjonen av Norges maritime industri.

Nyere teknologiske fremskritt innen maskinautonomi har vist potensialet til å forbedre maritime operasjoner betydelig ved å forbedre effektivitet, sikkerhet og bærekraft. Dette teknologipotensialet understrekes av økende mobilitets- og miljøkrav kombinert med mangel på kvalifiserte navigatører.

Moderne design har blitt styrt av overbevisningen om at teknologi bør erstatte oppgaver som normalt utføres av mennesker. Problemet med denne tilnærmingen er at når det uventede skjer eller når automatiseringen uunngåelig svikter, må en menneskelig navigatør være klar til å ta over med raske og hensiktsmessige handlinger. For å kunne lykkes med å utnytte fordelene med avansert automatisering må teknologiene lages for å støtte navigatører, ikke for å erstatte dem.

Vår visjon er at mennesker og maskiner kan danne effektive team, og vi har til hensikt å demonstrere dette med småskala autonome ferger overvåket fra et fullt integrert fjernkontrollsenter.

Resultatene av prosjektet vil være nye teknologier for automasjonstransparens og beslutningsstøtte som muligjør et sømløst menneske-maskin-samarbeid.

Autoteaming-prosjektet vil kulminere i en demonstrasjon av verdens første fjernovervåkede autonome passasjerferger uten navigatører ombord.

The Autoteaming project will develop new technologies for seamless human-machine teaming to accelerate the digital transformation of Norway’s maritime industry. Recent technology advancements in machine autonomy have demonstrated the potential to significantly enhance maritime operations by improving efficiency, safety, and sustainability. This technology potential is underscored by increasing mobility and environmental demands paired with a lack of qualified navigators. Contemporary design has been guided by the conviction that technology should replace tasks normally done by humans. The problem with this approach is that when the unexpected happens or when the automation inevitably fails, a human navigator must be in the loop to take swift and decisive preventative actions. Therefore, to succeed at leveraging the advantages of advanced automation, the technologies must be designed to support navigators, not supplant them. Our vision is that humans and machines can form effective teams, and we intend to demonstrate this with small-scale autonomous ferries supervised from a fully integrated remote control centre. This will be accomplished by combining existing world-leading research infrastructures, including two proven autonomous urban passenger ferry prototypes and a laboratory dedicated to remote supervisory control of maritime operations. Three work packages are proposed: the first incorporates communication of status and intent into the autonomous control system of an urban autonomous ferry; the second designs an interface in line with real human needs and work tasks; the third consists of field tests of human-machine teaming for supervised multi-vessel operations. The outcomes of the project will be novel automation transparency and decision-support technologies for seamless human-machine teaming. The Autoteaming project will culminate in a demonstration of the world’s first remotely supervised autonomous passenger ferries without navigators onboard.

Seamless human-machine teaming for safe and scalable operation of autonomous passenger ferries

Marine pattedyr utsettes for et bredt spekter av menneskeskapt stress, noe som kan forårsake dårligere helse. Spekkhoggere og isbjørn er blant de mest forurensede artene på jorden. Spekkhoggere er en attraktiv art for hvalturismen, mens isbjørn tilholdssted på isen påvirkes kraftig av klimaendringene i Arktis. Endringer forårsaket av forurensninger, og stress knyttet til hvalturisme og klimaendringer kan dermed samvirke og gi kombinerte effekter, som igjen kan påvirke helsen til disse marine toppredatorene. Vår forståelse av forurensningsrespons hos marine pattedyr fortsatt dårlig forstått, og det er mangel på kunnskap om konsekvenser når dyr må håndtere flere stressfaktorer samtidig. Kunnskaper om virkninger av forurensning er bygd på tradisjonelle tilnærminger, som å undersøke sammenhengene mellom konsentrasjonen av forurensninger og spesifikke helsemålinger. Denne tilnærmingen er verdifull, men metoden har begrensninger med tanke på å kunne etablere årsakssammenheng mellom forurensning og helseproblemer. I SLICE vil vi utfylle denne tilnærmingen med å utvikle en alternativ metodikk, en ex vivo-modell. I praksis vil vi eksponere små fraksjoner av vev i kultur for en blanding av forurensninger og/eller stresshormoner. Stresshormonene brukes for å etterligne andre stressfaktorer slik som menneskelig tilstedeværelse under hvalturisme eller stress fra klimaendringer. Forskning på hvordan vevene i kultur reagerer på ulike kombinasjoner av flere samtidige stressfaktorer kan avdekke effekter på helse fra kombinerte påvirkninger. Dette er en unik tilnærming som både er etisk akseptabel og kostnadseffektiv for å teste responser fra ulike forurensninger og flere stressfaktorer alene eller samtidig. Som karismatiske dyr har isbjørner og spekkhogger et stort potensial for å øke miljøbevisstheten i store deler av befolkningen. Vi vil derfor formidle ny kunnskap om menneskeskapt stress hos marine pattedyr gjennom et bredt spekter av kanaler for å nå et stort publikum.

Marine mammals are relevant sentinels of oceans and human health. Arctic top predators, such as killer whales and polar bears, are among the most polluted species on Earth. They are also exposed to additional anthropogenic stressors such as climate change, resource limitations, habitat loss, and human coastal activities. However, cause-effect and mechanistic understanding in pollutants response in marine mammals remain poorly understood, and there is a lack of knowledge on the combined effects of multiple stressors. There is a need to develop alternative solutions and move from a reductionist perspective to a holistic and integrative strategy to understand the complex patterns of responses.  In SLICE, we will combine experimental and field-based studies, together with the application of toxicogenomic approaches to advance the knowledge on toxicological responses to multiple stressors in killer whales and polar bears. We will develop an alternative methodology through an ex vivo adipose tissue slices model for both species and use it to characterize genome-wide transcriptional and lipidomics responses to pollutants and stress. This novel cost-effective ethically sustainable tool enables to test responses to pollutants and stress separately or simultaneously, which is an important step forward to deepen our understanding of toxicological responses to multiple stressors in marine mammals. In parallel, we will conduct correlative field studies to assess potential combined effects with pollutants and stress related to climate change for polar bears and whale tourism for killer whales. As charismatic megafauna, polar bears and whales have a strong potential to raise environmental awareness. Scientific knowledge generated by the project (and beyond) on threats of anthropogenic stressors will be communicated to the the scientific community, the public (focusing on young) and relevant stakeholders.

Moving from field studies to ex vivo models for understanding and predicting toxicological responses to multiple stressors in marine mammals

Tareskoger er svært produktive habitater som kan lagre karbon og motvirke CO2-utslipp. Over 20 % av verdens tareskoger vokser i arktiske kystområder. Arktiske tareskoger kan bli større med global oppvarmning eller mindre med redusert havisdekke. BlueArc studerer hvordan klimaendringer og annen påvirkning som kråkebollebeiting virker på arktiske tareskoger. Prosjektet vil bruke feltinnsamling, modeller og genetiske verktøy for å studere lagring av blått karbon på den arktiske sokkelen. Vi vil også spore strømmen av tare-karbon fra arktiske kystområder til dyphavet.  BlueARC bringer forskere fra Norge, Canada, Danmark og Grønland sammen i et pan-arktisk samarbeid om tareskog. Arbeidet vil foregå på tvers av subarktiske og arktiske områder i Nord-Atlanteren: fra Nunavut og Labrador i Canada, over Vest-Grønland, til Nord-Norge og Svalbard. Prosjektet vil ta oss et stort steg i retning av bedre forståelse av karbonlagre i arktiske tareskoger og potensialet i fremtidige karbonlagring i disse habitatene. BlueARC vil bidra til å oppnå FNs tiårsmål med å projisere økosystemer og havbaserte løsninger på klimaendringer og SDG: "Climate action (13)" og "Life under water (14)".

Over 20% of the world’s kelp forests occur along Arctic coastlines, yet shifts in the structure and ecological function of these habitats as a result of climate change are poorly understood. Kelp forests are highly productive ecosystems and are expected to contribute significantly to global carbon cycling and CO2-mitigation through blue carbon sequestration. Warming and reduced sea ice cover are predicted to expand kelp forests in the Arctic, which, coupled with slow and incomplete decay in cold waters, represents a potential increase in kelp carbon sequestration capacity. Knowledge on the factors regulating kelp carbon production and fate is however currently scarce in these regions, but critical to assess the impact of climate change and other stressors on Arctic carbon cycling. BlueARC will conduct field work across Arctic biophysical gradients to understand the conditions regulating kelp biomass, production and detrital export. The project will also quantify the fate of kelp carbon by identifying environmental and biological processes that alter detrital transport to potential deep ocean sinks across the subarctic to Arctic transition, and use degradation experiments, oceanographic models and genetic tools to trace kelp-carbon buried on arctic shelves. BlueARC will bring together researchers Scandinavia, Russia, Canada, Denmark and Greenland to provide new data on spatial extent and carbon standing biomass of kelp ecosystems, and to test overarching hypotheses on climate-driven impacts on their potential as coastal carbon sinks. The study area integrates subarctic and Arctic regions in the north Atlantic: from Nunavut and Labrador in Canada, across western Greenland, to northern Norway and Svalbard, and finally to the White Sea in Russia. The resulting knowledge will by synthesized to predict how rapidly changing arctic conditions will alter kelp carbon sinks and by mapping carbon storage and sequestration potential across the Arctic now and in the future.

The impact of climate change on Arctic blue carbon (BlueARC)

Avløpsrenseanlegg kan fungere som sensorer for å forstå hvordan menneskelig atferd påvirker utviklingen av antimikrobiell resistens. På renseanlegg er legemidler, tungmetaller og generell forurensning alle blandet sammen med patogene bakterier som frigjøres gjennom vårt avløp. IMPACT vil måle disse faktorene og beskrive virkningen disse legemidlene kan ha på resistensmekanismer som utvikler seg og potensiellt spre seg ved hjelp av våre handlinger. Norge har et moderne vann-system og kan utøve en høy grad av kontroll over avløpsvannet. Andre land har andre utfordringer, og IMPACT vil sammenligne noen parametere fra Norge med Indonesia, som har mye urenset avløpsvann. Vi antar at plastpartikler, i form av mikroplast, sprer bakterier som inneholder resistensgener og kan påvirke akvakultur og rekreasjonsområder. Disse menneskelige eksponeringsrutene må forstås bedre for å hindre spreding av slike uønskede gener. IMPACT adresserer dette ved å sammenligne biofilmer dannet i indonesiske avløpssystemer, rekreasjonsområder og kystnære akvakultur/fiskeplasser  med tilsvarende norske steder.
Spørsmålene om (mikro) plastforurensning, metallforurensning og antibiotikaresistens er komplekse problemstillinger i seg selv, når de kombineres, vil det neppe være enkelt å kommunisere dem, for ikke å snakke om å utvikle løsninger for å håndtere dem. Dette prosjektet engasjerer et utvidet publikum av lokale interessenter til å utvikle tilstrekkelige bærekraftige løsningsalternativer gjennom samarbeidsprosesser.

Wastewater treatment plants are combining several known antimicrobial resistance drivers in one big melting pot. Residues, but still active antibiotic compounds may act in consort with metal residues and surfaces that promote horisontal gene transfer, namely microplastics. In addition, presence of human bacteria, that could become pathogens given uptake of AMRGs, are prevalent at WWTP due to the nature of sewage. The IMPACT project aims at investigating to what degree this happens under different conditions. We have chosen a comparative approach to a vastly different country, namely Indonesia. Norway and Indonesia obviously face different challenges when it comes to wastewater treatment. Norway have a relative modern wastewater treatment system, bit still faces problems with release of potential damaging agents and potential uptake in the human food chain through maricultures. Indonesia has only a low percentage of treated waste water and also have a different approach to antibiotic usage. In the first phase of the project, we want to decide on relevant sampling sites in Indonesia and Norway that would allow us to sample wastewater over time and describe AMRG drivers and the effects on microbiota. By comparing levels of metals, antibiotic residues and particles for biofilm formation, we will measure the effect on AMRGs presence in the particles and link that to the observed levels of pollutants. Next, we will assess the potential harm to human health by using blue mussels as a model organism for uptake of AMRGs through their filter feeding system. We will also investigate recreational areas, lakes etc. for presence of AMRGs that can be tracked to antibiotic usage.

Impact of administered drug use on development of environmental antibiotic resistance genes and risk for human exposure

I produksjon av atlanterhavslaks utgjør fôr mer enn 50% av produksjonskostnadene og mer enn 70% av karbonavtrykket. Genetisk forbedring av fôreffektivitet og ressurseffektivitet er derfor den «hellige gral» for både akvakultur og husdyrproduksjon. Skiftet til et fôr med mer bærekraftige plantebaserte ingredienser i dietten til Atlanterhavslaks har redusert nivået av langkjedede Omega-3-fettsyrer som EPA og DHA. Genetisk forbedring av laksens fôreffektivitet og EPA og DHA innhold er mulig, og derfor en attraktiv måte og redusere fôrkostnader og karbonavtrykk, samtidig som man sikrer et næringsrikt produkt og optimal utnyttelse av begrensede ressurser. En betydelig barriere har vært å få gode fenotyper for fôropptak, lipid innhold og EPA- og DHA-innhold i tusenvis av beslektede laks, som er nødvendig for et godt avlsprogram. I DigiFishent vil vi tilpasse og utvikle nye digitale fenotyperingsmetoder for disse egenskapene som strekker seg fra ferskvannet til høstingsfasen i produksjon av Atlanterhavslaks og kombinere disse med genomiske seleksjonsverktøy. DigiFishent prosjektet består av pilot studier for å optimalisere en ny metode for å måle fôropptak på individnivå basert på metallsporstoffer i fôret. Vi vil utføre to vekstforsøk på forskjellige genetiske grupper av Atlanterhavslaks gjennom vekst perioden i ferskvann og saltvann hvor vi måler fôropptak, lipid innhold og vekst. I høstingsfasen vil EPA og DHA innhold også måles. Det genetiske potensialet til alle disse egenskapene, samt sammenhengen mellom egenskapene, vil bli estimert ved å kombinere de nye fenotypene med genomisk informasjon og banebrytende genomiske modeller.

Genetic Improvement of feed efficiency and resource efficiency is the ‘holy grail’ of aquaculture and livestock production. In Atlantic salmon, feed accounts for more than 50% of the production cost and more than 70% of the carbon footprint. Whilst, omega-3 fatty acids EPA and DHA are limited and declining resources in the feed, which affects their content in the edible salmon fillet. There is evidence that genetic improvement of feed efficiency and EPA and DHA content is possible, and is thus an attractive way to reduce feed cost and the carbon foot print, whilst ensuring a nutritious product and optimal uses of limited resources. A significant barrier has been acquiring phenotypes for feed intake, lipid content and EPA and DHA content in thousands of related Atlantic salmon needed for genetic improvement. In DigiFishent we will adapt and develop novel digital phenotyping methods for these phenotypes spanning the freshwater to harvest phase of Atlantic salmon production and combine these with genomic selection tools to fill knowledge gaps on the genetics of improved feed and resource efficiency in Norwegian salmon. 
DigiFishent consists of pilot studies to optimize a new method of recording individual feed intake based on metal tracers in the feed. Two growth trials will be conducted on genetic cohorts of Atlantic salmon through the freshwater and saltwater growth phases during which feed intake, lipid content and growth will be recorded. At harvest phase the EPA and DHA content will also be recorded. The genetic potential of all these traits and their interrelatedness will be determined by combining the novel phenotypes with genomic information and cutting edge genomic models. Ultimately filling knowledge gaps and guiding the optimal inclusion of feed efficiency and reource efficiency into Norwegian salmon breeding programmes.

(DigiFishent): Digital phenotyping for more feed and resource efficient Atlantic salmon

Sammensetningen av fôret til laksen har i løpet av de siste 20 år gjennomgått store endringer, fra tradisjonelle lavfettdietter rike på marine ingredienser til dagens fettrike dietter rike på planteingredienser. Endringene har blant annet resultert i lavere innhold av de sunne omega-3 fettsyrene (EPA og DHA) og mineralet Zn i fôret. Alle disse faktorene kan medføre økt fettdeponering i laksen og økt risiko for betennelsestilstand og utvikling av sykdom.  Usunn fettdeponering kan dermed bidra til dødelighetstall på 15 til 20 prosent for oppdrettslaks i sjøvannsfasen.  Laks danner fettvevsdepoter ulike steder i kroppen, men fortsatt er mye ukjent om funksjonen til disse ulike depotene. I dette prosjektet vil vi fokusere på tre av de største depotene; henholdsvis bukfett og to ulike fettdepot tilknyttet hud og skinn.  Hos pattedyr er disse ulike depotene vist å ha forskjellige funksjoner. For eksempel, er bukfettet en stor bidragsyter til metabolsk inflammatorisk risiko, mens fettvev i tilknytning til huden kan ha en beskyttende rolle i tillegg til å ha en sentral rolle i skinnhelse og sårheling.  Dette prosjektet vil gi ny kunnskap om funksjon og fysiologi til de tre nevnte fettdepotene. Ved å bruke både in vivo og in vitro metodikk, vil vi kunne studere deres rolle i metabolske betennelsesprosesser, skjelettdeformiteter og sårheling og videre hvordan endret ulike ingredienser i dietten kan påvirke.

Fish mortality is a major challenge for the Aquaculture industry, with an annual 14.8 % mortality rate in 2020. Important causes include fatality related to mechanical handling, such as delousing (sea-lice also often cause skin wounds), infections, as well as non-transmittable diseases. Related to the latter, adult fish may develop excess fat deposition in different fat depots which are risk factors for development of low-grade metabolic inflammation and skeletal deformities. The level of fat, plant protein, and plant oil has increased in the diet of farmed salmon and the healthy omega-3 fatty acids eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) and Zink has decreased. All these factors increase the risk of unhealthy lipid deposition in fat depots. Adipose tissue depots are complex organs, comprised of several different cell types, including mature adipocytes, preadipocytes, fibroblasts, immune cells, and adipose stem cells. Based on the anatomical distribution, adipose tissue can be classified in different types. In HealthyFat, we aim to decipher important novel mechanisms of three important fat depots, dorsal subcutaneous adipose tissue (DSAT), visceral adipose tissue (VAT), and dermal adipose tissue (dAT) and their role in metabolic inflammation, skeletal deformities, and wound healing capacity which are major contributors to A. salmon health and disease. HealthyFat will provide knowledge about different adipose tissue depot development, their heterogeneous composition and distribution, and their main metabolic pathways. The potential effects of cetoleic acid, EPA, DPA, DHA, and Zinc on the modulation of these functions will be assessed. Understanding the relationship between the different adipose depots and how changes in diet composition affect skin strength, wound healing capacity, bone tissue repair, and metabolic inflammation are important information for the aquaculture to secure fish production while mantaining fish health and welfare.

Regional adipose tissue depots in Atlantic salmon and their importance to fish health

Kjemikalier med miljøskadelige effekter omfatter både gamle, forbudte stoffer, som PCB og DDT, og nye stoffer som utvikles og tas i bruk uten tilstrekkelig testing for giftighet. Slik testing blir tradisjonelt gjort på dyr, der blant annet krepsdyr, fisk og mus i store antall blir eksponert for nye kjemiske stoffer hvert år. Likevel er bare et fåtall av de rundt 350.000 stoffene som finnes på markedet i dag grundig testet. Samtidig er dyreforsøk etisk uønsket, og både EU og USA er i ferd med å fase ut bruken av dyr i kjemikalietesting. 

Giftigheten til et stoff starter som regel med at stoffet binder til bestemte komponenter i cellene til den eksponerte organismen. Dette er ofte proteiner som vi kaller reseptorer, en slags antenne som tar imot signaler som styrer viktige prosesser i organismen. Når disse prosessene forstyrres, oppstår ulike former for giftighet. Noen miljøgifter forstyrrer hormonbalanse og reproduksjonsevne. Disse kaller vi hormonforstyrrende stoffer. Andre kan forstyrre vekst, immunforsvar eller nervesystem, avhengig av hvilke reseptorer stoffene virker på.

XENOSENSE-prosjektet har som mål å utvikle en biosensor for miljøgifter basert på kunnskap om slike reseptorer fra ulike arter. Gjennom en unik kobling mellom miljøtoksikologisk forskning, modellering av reseptorer og potensielle miljøgifter, bioteknologi og kunnskap om sensorteknologi vil prosjektet utvikle et lite mikrolaboratorium, et såkalt Lab-on-a-Chip, som kan gi signaler om et stoff har en eller flere giftige egenskaper, og kan dermed være med på å erstatte bruken av dyr i kjemikalietesting. Biosensoren kan også brukes i miljøovervåking, til å kartlegge forurensete områder i havner og byområder, eller utslipp fra industri og kloakkrenseanlegg. 

Prosjektet ledes fra Universitetet i Bergen med NTNU som forskningspartner og STIM AS og Biosense Laboratories AS som næringslivspartnere.

In the XENOSENSE project, competencies in environmental toxicology, biotechnology, nanotechnology, and computational biology will converge to make radical progress towards ecotoxicology and environmental health research, and also towards regulatory toxicology and the 3Rs of animal research. A recent study suggested that the production and release of novel entities and chemicals has accelerated to a point where we have crossed a “planetary boundary,” threatening both human and environmental health. Around 350,000 different types of chemicals are currently on the international market, with production of existing and new chemicals set to substantially increase in the coming decades. The ultimate goal of 3R research has been the full replacement of animal testing with alternative methods. Yet, we are stille far away from reaching this goal, and our capacity to evaluate the risk of new and existing chemicals lags far behind the need.

The core concept of the XENOSENSE project is to develop a transformative method to taking toxicity testing towards not only animal-free, but also cell-free, testing methods, building on the ethical imperative of the 3R principles, by building on the convergence of environmental toxicology, computational biology, biotechnology and nanotechnology, and using collaborative research and co-design with relevant industrial partners directly integrated in the project to develop a versatile Lab-on-a-Chip-based xenosensing biosensor.

XENOSENSE – developing a cell-free biosensor for toxicity testing, environmental monitoring, and risk assessment

Fotonikk, dvs. manipulering av lys på nanoskala, er en muliggjørende teknologi med potensial til å bidra til løsning av en rekke samfunnsutfordringer. Fotoniske krystaller (PhC) er nøkkelkomponenter i fontoniske teknologier som er i stand til å manipulere lys i opp til tre dimensjoner. Et stort problem med prosessene for nanofabrikering av PhC'er er at de er dyre og miljøfientlige. ENIGMA-teamet har vist at kiselalger, som er encellete mikroalger, danner PhCs'er av høy kvalitet i den silikabaserte celleveggen. Kiselalger har derfor potensial til å fungere som plattform for produksjon av svært kostnadseffektive, miljøvennlige og naturlige PhC'er for en rekke ulike bruksområder. I dette prosjektet vil vi kombinere bioteknologi og nanofotonikk for å lage skreddersydde bio-PhC'er for spesifikke bruksområder.
Vi vil sekvensere gener som transkriberes som respons på slilkon i to arter av kiselalger, Coscinodiscus granii og C. wailesi, og etablere genetisk transformering av disse artene. Vi vil bruke data fra Coscinodiscus og modell-kiselalgen Thalassiosira pseudonana for å identifisere kandidatgener involvert i prosessen som gir PhC-egenskaper. Funksjonen til disse genene vil bli undersøkt ved bruk av CRISPR/Cas9-basert genredigering. De optiske egenskapene til de genredigerte mutantene vil bli karakterisert ved hjelp av mikroskoper tilrettelagt for studier av PhC'er, noe som vil gi informasjon om potensialet for rommessig og spektral manipulering, og for å finne en korrelasjon mellom den fotoniske responsen og den genetiske mutasjonen. Vi vil demonstrere anvendeligheten til denne nye teknologien ved å bruke den i to prosesser som krever nanostrukturer av høy kvalitet: biosensing og fotokatalytiske plattformer. Ansvarlig forskning og innovasjon (RRI) vil bli inkludert i prosjektet for for å sikre samfunnsmessig oppmerksomhet og aksept, og miljømessig bærekraft.

Photonics, the manipulation of light at nanoscale, is a key enabling technology the potential to address a number of societal and global challenges. Photonic crystals (PhCs) are sophisticated components at the core of photonics, facilitating light manipulation in up to three dimensions; however, the nanofabrication procedures required are far from being environmentally friendly and cost-effective. We very recently demonstrated that diatoms, which are unicellular microalgae, form high-quality PhCs in their silica-based cell wall, with highly reproducible photonic properties confined to particular parts of the light spectrum. Thus, diatoms have potential to act as a platform for producing highly cost-effective, environmentally friendly and natural PhCs for a wide range of applications. In this project we will combine biotechnology and nanophotonics to obtain tailored bio-PhCs for specific applications. 
We will sequence the silicon-responsive transcriptome of two diatom species, Coscinodiscus granii and C. wailesii, and establish genetic transformation in these species. We will mine the sequence datasets from Coscinodiscus and from the model diatom Thalassiosira pseudonana for candidate genes involved in the in vivo PhC formation process. Their function will be investigated using CRISPR/Cas9-based gene editing. The optical properties of the genetic mutants will be characterized with microscopes adapted for the study of PhCs, yielding information of the spatial and spectral light manipulation potential, and to find a correlation between photonic response and genetic mutation. We will demonstrate the wide range of applicability of this novel technology through the implementation of two applications demanding high quality nanostructures; biosensing and photocatalytic platforms. The four dimensions of RRI (Anticipation, inclusion, reflexivity, and responsiveness) will be employed in the project to ensure social awareness, acceptability, and environmental sustainability.

INT-BILAT-BILAT-ordningen

GROW: Karin Eva Lehnigk

Awarded: NOK 0.25 mill.

Funding scheme:

INT-BILAT-BILAT-ordningen

Funding Sources

Thematic Areas and Topics