Portefølje Naturvitenskap og teknologi ikon

Forskningssystemet

Portefølje Humaniora og samfunnsvitenskap ikon

Banebrytende forskning

Portefølje Samisk ikon

Samisk samfunn og kultur

Portefølje Demokrati, styring og fornyelse ikon

Demokrati og global utvikling

Portefølje Velferd, kultur og samfunn ikon

Velferd og utdanning

Portefølje Helse ikon

Helse

Portefølje Klima- og polarforskning ikon

Klima og miljø

Portefølje Landbasert mat, miljø og bioressurser ikon

Mat og bioressurser

Portefølje Energi, transport og lavutslipp ikon

Energi og transport

Portefølje Muliggjørende teknologier ikon

Muliggjørende teknologier

Portefølje Industri og tjenestenæringer ikon

Innovasjon

LTP2 Klima, miljø og miljøvennlig energi ikon

Klima, miljø og energi

LTP2 Samfunnssikkerhet og samhørighet ikon

Samfunnstryggleik og beredskap

LTP2 Fornyelse i offentlig sektor ikon

Velferdstjenester

Forsidebilde

Marin ikon

Petroleum og mineraler

LTP Hav ikon

Hav og kyst

LTP2 Muliggjørende og industrielle teknologier ikon

Mogleggjerande industrielle teknologiar

Tillit og fellesskap

LTP2 Utvikle fagmiljøer av fremragende kvalitet

Høg kvalitet og tilgjengeleg

LTP2 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevne ikon

Sterkare konkurransekraft og innovasjonsevne

LTP3 Helse

Et innovativt næringsliv ikon

Styrket konkurransekraft og innovasjonsevne

Portefolje Petroleum Ikon

Portefølje Hav ikon

Portefølje Utdanning og kompetanse ikon

Portefølje Global utvikling og internasjonale relasjoner ikon

Portefølje Livsvitenskap ikon

Forsidebilde optimalisert

project-bank-technical

Muliggjørende teknologier bakgrunn

Marin bakgrunnsbilde

Statistikk

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.

...eller se sammendrag og annen informasjon om prosjektene i utvalget ditt

Forside

Hvordan tildelingene fordeler seg på institusjoner, fylker, fagområder o.l....

Her er noen eksempler på søk du kan gjøre i Prosjektbanken

Alle porteføljestyrer

En god beskrivelse av denne siden for søkemotoroptimalisering

Alle langtidsplanmål

Veiledning: Hvordan bruke Prosjektbanken.no

Om Fritekstsøk

Ingen populærvitenskapelig framstilling tilgjengelig


Prosjektet med prosjektnummer {{project number}} ble ikke funnet

Teknisk beskrivelse

Oisann, her gikk noe galt. Kan du prøve å laste siden på nytt?  Dersom feilen vedvarer, vennligst kontakt oss.         

Se statistikk relatert til dette langtidsplanmålet

Se prosjekter relatert til dette langtidsplanmålet

knyttet til dette LTP-målet har blitt tildelt penger

har blitt tildelt til prosjekter knyttet til dette LTP-målet

har blitt tildelt til prosjekter knyttet til denne porteføljen

knyttet til denne porteføljen har blitt tildelt penger

Om Prosjektbanken

Programmer

Frittstående prosjekter

Nettverkstiltak

Tilskudd

Infrastruktur og institusjonelle tiltak

Forvaltning

Diverse FoU-relaterte aktiviteter

Ukjent

Felleskostnader

Forskere har lenge debattert om spesifikke endringer i måten genene våre reguleres på, kalt epigenetiske endringer eller "epimutasjoner," kan øke risikoen for kreft. Våre nylige banebrytende undersøkelser har gitt sterke bevis på at epimutasjoner faktisk er en risikofaktor for visse typer kreft.
I en studie av en stor gruppe kvinner fant vi at de som hadde epimutasjoner i BRCA1-genet, hadde mye større risiko for å utvikle trippel-negativ brystkreft og høygradig serøs eggstokkreft senere i livet. Disse epimutasjonene ser ut til å oppstå tidlig under fosterutviklingen, og fører til at det fødte barnet (og senere det voksne individet) har en mosaikk av celler i kroppen, der noen få celler bærer epimutasjonen.
Nå har vi som mål å utvide disse studiene til andre gener og andre former for kreft. For å gjøre dette vil vi analysere blodprøver fra en studie som har rekruttert over 160 000 kvinner i USA.
Hvis denne forskningen lykkes, kan den revolusjonere vår forståelse av hvordan kreft utvikler seg og føre til bedre forebyggende tiltak. Det kan også ha store implikasjoner for kreftscreeningprogrammer og genetisk veiledning for personer med høy risiko for visse typer kreft.
Alt i alt fremhever vår forskning den viktige rollen som epigenetiske endringer kan spille i kreftutvikling og understreker behovet for ytterligere undersøkelser på dette området.

Cancers result from accumulation of genetic and epigenetic alterations. The minority of cancers are due to inherited (germline) alterations that affect all cells in the body. On the other hand, the majority of cancers (>85%; sporadic cancers) are believed to occur due to localised alterations that accumulate after birth as a result of stochastic processes and/or environmental effects. Recently, in a major breakthrough work, we have provided definitive evidence that some sporadic cancers arise in adult life due to mosaic BRCA1 epimutations that occurred during the early embryonic development. BRCA1 epimutations have a surprisingly high population frequency (>5% of adult women) and hazard ratios for breast and ovarian cancer (2.4 and 1.9, respectively). Together with the findings of epimutations in other tumour suppressor genes (MGMT, MLH1, etc) this has led us to hypothesise that a substantial fraction of other sporadic cancers can be attributed to prenatal epimutations in other tumour suppressor genes.

In this project, we will use ultradeep targeted methylation sequencing for quantitative and qualitative analyses of epimutations. Evaluation of cancer risk related to epimutations will be done by studying samples from prospective biobanks (WHI) with samples from healthy women that remained cancer-free or developed different types of incident cancers years/decades after samples were taken. We will also characterise epimutations present in samples of newborn boys and girls, as well as their parents (MoBa biobank). Finally, using cryopreserved blood-derived stem-like cells from young healthy males and female breast cancer patients (in-house biobank), we will assess mutational and epimutational mosaicism at the single-cell level, generating clonal phylogeny for the methylated cells and thus providing insights on early-developmental processes that create epimutations.

Mosaic epimutations: population prevalence, mechanistic origins, and their role in cancer

Kreftvev inneholder ikke bare kreftceller, men også en rekke forskjellige immunceller. Noen av dem er nyttige, andre bytter side og hjelper nå svulsten. Kunnskapen om fordelingen av immuncelletyper til en pasient er svært viktig. Denne informasjonen er med på å definere den beste personlige behandlingen, gi en klarere overlevelsesprognose eller hjelper å definere nye mulige behandlingsalternativer. 
I tillegg gjennomgår immunceller i tumormikromiljøet flere endringer, noen er nyttige i kampen mot kreft, andre hjelper svulsten til å vokse eller spre seg. Kunnskapen om disse endringene i de ulike immuncelletypene hjelper til med å forklare prosessene i svulsten eller til å oppdage mulige nye biomarkører for behandlingsalternativer. 
I dette prosjektet ønsker vi å ta hensyn til både den romlige fordelingen og endringene av de forskjellige immuncelletypene avhengig av deres lokalisering i forhold til kreftvev. Hvilke endringer kan vi finne? Hvordan påvirker de hverandre og hvordan påvirkes de av svulsten? Vi ønsker å bruke denne kunnskapen til å oppdage nye mulige biomarkører for behandlingsalternativer.

Spatial transcriptomics provides unprecedented details about the molecular mechanisms that take place within and between cells. ST assesses the molecular content of well-defined regions in a tissue which potentially cover contributions from multiple cells. In order to draw correct biological conclusions from ST analysis, spatial distributions of individual cell types are a prerequisite. This generates an urgent need for computational methods addressing this question. However, computational estimates of cellular compositions from ST are complicated by several factors. First, the methods require well curated data which is usually not available; every specimen has its own individual characteristics and so, every tissue type or even every patient, might require a own, comprehensively verified model. Second, data is noisy, making estimates prone to errors. Moreover, even if a computational model is designed for a specific tissue or even patient, it might be miss-specified, leading to additional systematic errors. In this project, we will develop a toolbox called Computational Dissection of Cellular Distributions (CDCD), which directly accounts for these issues. CDCD will advance the state of the art by (1) taking into account a priori unknown, hidden cellular background contributions, (2) taking into account environmental factors (i.e., tissue and patient dependence), and by (3) comprehensive errors estimation. Intriguingly, in contrast to available techniques, CDCD will facilitate estimates of cellular regulation in space! Such gene-regulation gradients will allow us to address questions of how immune cells adapt their molecular phenotype with respect to their environment. Additionally we will verify our algorithms on a conjoint norwegian phase II melanoma case study. CDCD will be made freely available via easy-to-use webpage and software solution, enabling both expert bioinformaticians and wet-lab biologists an efficient use of the to-be-developed methodology.

Computational dissection of cellular distributions and cell-type specific regulation patterns from spatial transcriptomics data

Dette prosjektet har som mål å undersøke nervedannelse i primær brystkreft og hjernemetastaser fra brystkreft. Vår hypotese er at en undergruppe av aggressive brystkreftsvulster involverer nervestrukturer for å fremme tumorprogresjon, inkludert metastaser til hjernevev, som er den mest nevrogene nisjen i kroppen.

Hos kvinner er brystkreft den hyppigste kreftsykdommen og den ledende årsaken til kreftrelaterte dødsfall verden over. Trippel-negativ eller basaloid brystkreft er de mest utfordrende subgruppene, på grunn av mangel på effektive behandlingsmål. Studier av nervefiber-tetthet i brystkreft har vist at høyt innerverte svulster er mer aggressive, og tilstedeværelse av nerve-elementer er assosiert med økt metastasering og forverret pasientprognose. Våre foreløpige data, fra vevsanalyse av to brystkreftserier, bekrefter disse funnene. Vi anser derfor nerveinvolvering som en ny og lovende biomarkør i vår forståelse av aggressiv brystkreft.

Nerver er små fiber-strukturer i svulster, som nåler i en høystakk, og vanskelig å oppdage ved vanlig mikroskopisk undersøkelse. Derfor eksisterer det ikke automatiserte prosedyrer for deteksjon av slike svulst-nerver, og nervene sin klinisk-patologiske betydning er lite kjent. I dette prosjektet vil vi utvikle mer sensitive metoder for å påvise små nerveelementer i vev fra svulster, ved hjelp av avansert bildeteknologi. Interaksjon mellom kreftceller og nerver vil bli analysert i funksjonelle studier.

Vår hypotese er at aggressive brystkreftceller utrykker hittil ukjente markører som kontrollerer tiltrekning av nerver til primærsvulsten, og at denne tiltrekningen forårsaker endringer i en undergruppe av brystkreftceller som fremmer spredning til hjernen.

Recent data indicate that nerves might play an active role in the initiation and progress of cancer. In the breast, research by us and others has demonstrated that enhanced innervation is associated with more aggressive tumors, such as the triple negative subtype (TNBC) supporting the formation of a neurogenic niche in primary tumors. However, the detailed clinical relevance of this phenomenon, and the mechanisms by which nerves are attracted to breast tumors and how breast cancer-nerve interaction promotes aggressive tumor features, remain unexplored. Moreover, we lack good experimental models for breast cancer innervation in a human setting. 

TNBCs with a basal-like phenotype are also prone to metastasize to the brain, the most neurogenic niche in the body, but the preference for the brain as a metastatic site is not understood, neither are the phenotypic alterations that breast cancer cells undergo in brain tissue. Here, we launch a new concept - epithelial-to-neural transition (ENT) – linking cancer cell plasticity and nerve involvement in primary and brain metastatic breast cancer. We suggest that aggressive breast cancer cells express yet unknown markers that control attraction of nerves at the primary site, and that some breast cancer cells even transform by acquiring neural-like properties and spread to the brain. Epithelial-to-neural transition will be investigated both clinically and experimentally in primary and brain metastatic breast cancer by combining large clinical cohorts, spatial omics technology, and stem cell methods to establish cutting-edge models. 

This project has the potential to change the way we view neural elements in breast cancer and provide the field with new clinical relevance, models and technologies to study them.

When breast cancer hits a nerve
- Neural involvement as a hallmark of tumor progression

Immunforsvaret vårt gir oss et naturlig forsvar mot kreftutvikling. Naturlige dreperceller, også kalt Natural Killer (NK) celler, er en del av immunforsvaret og er spesialiserte på å søke ut og tilintetgjøre kreftceller. Kreftceller kan unngå immunforsvaret, og vil når det skjer vokse til en svulst. NK-cellene er ikke gode til å trenge inn i svulsten, og kan dermed ikke ta livet av kreftcellene. NK-cellenes våpen er giftstoffer som sprøytes inn i kreftcellene når de får direkte kontakt. I tillegg kan NK-cellene produsere små missiler som inneholder gift. Disse missilene slippes vanligvis løs når NK-cellene møter en kreftcelle. På laboratoriet kan vi dyrke NK-celler, og få dem til å slippe ut missilene sine. Vi samler opp missilene, og kan så bruke disse til å drepe kreftcellene. Missilene er veldig små, og har bedre evne til å trenge inn i en svulst. Med dette prosjektet ønsker vi å forstå hvordan missilene lages i NK-cellene, og å bedre forstå hvordan de søker opp og dreper kreftcellene. Vi håper at vi med dette prosjektet vil legge grunnlaget for en fremtidig kreftterapi.

With this project, we will build the basis for developing NK-cell derived extracellular vesicles (NK-EVs) as a new cancer therapeutics. NK cells and CAR-NK cells are already being exploited in therapies against hematological malignancies and solid tumors. With NK-EVs we will leverage on the combined power of the killing capacity of NK cells with that of the advantageous aspects of EVs as natural carriers of biomolecules and tissue penetration. We and others have demonstrated that NK-EVs induce apoptosis of a wide range of cancer cells in vitro, and a few studies have also shown efficacy in vivo. EVs are emerging as a new therapeutic avenue in several disease contexts, but the field needs to address and solve critical bottlenecks to allow their exploitation. This proposal will address two major knowledge needs, which is 1) to determine the mechanism of action of NK-EVs, and 2) to understand the heterogeneity of the NK-EV secretome to define the EV subset inducing cytotoxicity. To address these needs, we will perform CRISPR screens in two cancer cell lines to discover proteins that are necessary for mediating the effects of NK-EVs, further we will define the precise mechanism of action of how NK-EVs deliver their cytolytic cargo, and finally utilize single-EV technologies to dissect the EV secretome form NK cells released under different stimulatory conditions. Results from this study will be used to design production protocols and relevant potency assays which is a prerequisite for developing NK-EVs into a therapeutic product.

Cytotoxic activity of NK cell-derived extracellular vesicles against cancer cells.

Økonomisk ulikhet øker i Norge og andre høyinntektsland, mens innvandring også er med å endre samfunnets demografiske og sosioøkonomiske struktur. I kjølevannet av økende økonomiske og etniske forskjeller, er det bekymringsfullt at ulike dimensjoner av ulikhet blir stadig mer vedvarende på tvers av generasjoner. Å fremskaffe kunnskap om i hvilken grad ulikhet overføres innenfor familier og bredere sosial kontekster, vil kunne si noe om hvilke muligheter man har senere i livet. Til tross for mye forskning på intergenerasjonell mobilitet for utdanning og arbeid, har det vært lite forskning på betydningen av helse i overføringen av sosioøkonomisk status fra foreldre til barn.  
I  HEALTHMOBILITY ønsker vi å studere (1) i hvilken grad helsestatus overføres gjennom generasjoner og sammenhengen mellom helse og sosioøkonomisk mobilitet, (2) den kausale effekten av helseforskjeller tidlig i livet og i ungdomsårene på voksne prestasjoner og sosial ekskludering, (3) i hvilken grad de ovennevnte prosessene varierer mellom barn av innvandrerforeldre og de uten innvandringsbakgrunn, og, (4) hvordan forholdet mellom sosioøkonomisk status og helse har utviklet seg historisk—ved å studere langsiktige trender som strekker seg over mer enn 50 år. Prosjektets bidrag vil være å undersøke betydningen av både foreldre og barns helse som en dimensjon av intergenerasjonell mobilitet, sosial ekskludering, og livsjanser gjennom generasjoner.

Economic inequality is on the rise in Norway and other high-income countries, while large-scale immigration is also changing the demographic and socioeconomic structure of these societies. In the wake of widening economic disparities and ethnic inequality, there is growing concern among social scientists and policy makers that various dimensions of inequality are becoming increasingly persistent across generations. Knowing to what extent inequality is perpetuated within families and within broader social contexts is crucial since most would agree that opportunities in life should not be determined by which family a child is born into. Despite a vast literature on intergenerational mobility and children’s prospects for moving up the socioeconomic ladder, there is little research on the intergenerational transmission of health status and its role in the transmission of socioeconomic status from parents to children. This is unfortunate, as health is increasingly acknowledged as an essential part of individuals’ human capital, with important consequences for individuals outcomes in education and the labor market. 
In HEALTHMOBILITY we aim to study to what extent (1) health status is passed down through generations and its relation to socioeconomic mobility, (2) the causal impact of early-life health disparities on adult attainments, (3) to what extent these processes vary between children of immigrant and native parents, and (4) how the relationship between socioeconomic status and health status have evolved historically. Our aim is to unpack how mechanisms related to intergenerational transmission of health inequality contributes to socioeconomic and ethnic disparities in educational and labor market attainments. We will use Norwegian data from population-wide administrative registers and large-scale surveys, with detailed information on health service use, self-reported measures of health, and key socioeconomic and demographic characteristics to address these issues

Socioeconomic and Ethnic Inequality in Health and Intergenerational Mobility (HEALTHMOBILITY)

Verifying the therapeutic potential of newly discovered siRNA drug candidates for treating acute leukemia.

Antimikrobiell resistens (AMR) er en alvorlig trussel mot folkehelsa som er spådd å bli verre i fremtiden. En av de vanligste metodene som bakterier bruker for å kunne stå imot antibiotika, er å skaffe resistensgener. Disse sitter ofte på noen DNA-deler som heter plasmider. Plasmider som bærer resistensgener er vanligere i kliniske miljøer enn samfunnet ellers, og det å forstå hvorfor vi har denne forskjellen er svært viktig for å forstå hvordan resistente bakterier sprer seg. Men plasmider utvikler seg raskt, og kan spre seg mellom forskjellige bakteriestammer. Derfor er det vanskelig for oss å klassifisere og overvåke dem. I PEAK skal vi benytte oss av nye sekvenseringsteknologier og utvikle nye metoder for å forske på hvordan plasmider utvikler seg og sprer seg, med fokus på den viktige sykdomsfremkallende bakterien Klebsiella pneumoniae. Vi skal utvikle nye metoder for å klassifisere plasmider og analysere de genetiske forskjellene mellom plasmidgrupper. Deretter skal vi bruke disse plasmidgruppene til å forske på hvordan plasmider sprer seg mellom forskjellige miljøer og typer Klebsiella. Så skal vi utføre detaljerte analyser av de genetiske endringene som driver utviklingen av plasmider. Målet er å bruke de nye metodene og kunnskapen til å forbedre overvåkning, både av AMR Klebsiella pneumoniae og andre bakteriestammer.

Antimicrobial resistance (AMR) is a global threat to human health which is predicted to increase in the future. One of the most common ways that bacteria evolve resistance to antibiotics is by acquiring AMR genes; these are often carried on small pieces of DNA called plasmids. Understanding the mechanisms and conditions that promote AMR dissemination via plasmids is critical, but several knowledge gaps remain. AMR is unevenly distributed among environments, whilst the highest levels of AMR are typically found in clinical environments, the risk of AMR acquisition from environmental and animal settings remains less clear. Plasmids are important vectors for the transmission of AMR between environments, but plasmid evolution is complex, and lack of appropriate data and methods has to date largely precluded high-resolution study and surveillance of plasmids in most major pathogens.

In PEAK, we will use two newly generated long-read sequencing datasets to study the evolution and transmission of plasmids and AMR genes in Klebsiella. By combining the datasets, consisting of 1594 isolates from diverse one-health sources, we will establish a unique collection of hybrid assemblies, including thousands of complete plasmids. Next, we will develop novel methods to quantify the genetic structure and diversity of plasmids. By combining this information with genetic variation in the isolate chromosomes and metadata, we will then perform phylogenetic and association analyses to disentangle AMR distributions among environments. This will enable us to identify high-risk environments for AMR transmission, followed by detailed evolutionary analyses to gain insight into the tempo and mode of plasmid evolution, and how chromosomes coevolve with plasmids.

The overarching aims of PEAK are to uncover the drivers and mechanisms of the acquisition and maintenance of AMR, with the ultimate goal of enabling use of this knowledge to design interventions to combat the spread of AMR in the future.

PEAK: Plasmid Evolution and Antimicrobial resistance in Klebsiella pneumoniae

Personer med psykoselidelser som schizofreni, har ofte alvorlige tilleggslidelser som hjertesykdom og diabetes, noe som kan være grunnen til at de lever kortere liv. Disse tilstandene opptrer ikke sammen ved en tilfeldighet; de påvirker hverandre på måter som forskerne bare begynner å forstå.

En revolusjonerende metode kalt metabolomikk, som analyserer molekyler i blodet ditt, hjelper oss med å forstå dette samspillet. Takket være store biobanker og nasjonale helseregistre kan vi nå kartlegge biologiske forbindelser mellom kropp og hjerne.

MAGIC er et banebrytende initiativ som kombinerer genetikk, blodanalysee, hjerneavbildning og helseregistre. Prosjektet tar sikte på å avdekke skjulte sammenhenger mellom metabolsk helse og psykoselidelser ved å:

1. Studere koblinger mellom metabolske markører (som fettmolekyler) og psykotiske opplevelser (f.eks. hallusinasjoner), samt vanlige hjerte- og metabolske sykdommer. Vi vil også knytte dette til endringer i hjernestruktur og kroppssammensetning.

2. Analysere genetiske data for å fastslå hvilke gener som bidrar til disse sammenflettede problemene, og bruke dette for å utforske potensielle årsak-virkning-forhold.

3. Undersøke hvilke genetiske faktorer som er felles eller unike for psykose og kardiometabolske sykdommer, avdekke de underliggende molekylære banene og utdype vår forståelse av begge tilstandene.

4. Bruke kraftige maskinlæringsteknikker for å lage 'digitale tvillinger'—virtuelle pasientmodeller som kan forutsi hvordan disse tilstandene vil utvikle seg hos enkeltpersoner. Dette kan gjøre det mulig å skreddersy intervensjonsstrategier til hver persons unike genetiske og metabolske profil.

MAGIC har som mål å avdekke de biologiske hemmelighetene som kobler metabolisme og mental helse. Ved å øke vår forståelse av disse komplekse sammenhengene, er målet å forbedre forebyggingsstrategier og sykdomsutfall. Dette kan føre til en stor endring innen helsevesenet, og gi håp om bedre og mer persontilpasset behandling.

People with psychotic disorders often suffer from cardiometabolic diseases, which are major determinants of clinical outcome. It is therefore imperative that we better understand the pathogenesis of metabolic dysfunction and its contribution to the development of psychosis. Markers of metabolic processes can be reliably measured in blood samples using new high-throughput metabolomics, i.e., the measurement of proteins, amino acids, and other small molecules. Such data is now available through large biobanks coupled to national health records. This provides unprecedented opportunities to uncover the genetic architecture of metabolism and its impact on body and brain measures.
The MAGIC project will enhance our understanding of the role that metabolic dysfunction plays in psychosis, using a unique set of genomics, metabolomics, imaging, and registry data. We will leverage a transcontinental network of deep-phenotyped, population-based prospective cohorts to (1) establish the relationship between metabolic markers and psychotic experiences, as well as comorbid cardiometabolic conditions, and estimate to what extent associations are mediated by brain morphology and body composition; (2) calculate the amount of genetic overlap between the markers, psychotic disorders and cardiometabolic diseases, and leverage genetic variation to determine causal relationships; (3) identify shared and specific genetic determinants of psychotic disorders and cardiometabolic diseases with enhanced statistical power, thereby uncovering the molecular pathways involved; and (4) predict individual clinical trajectories through a ‘digital twin’ approach, using powerful machine learning techniques. 
This project has transformative potential by generating an unprecedented overview of the biological underpinnings of metabolic dysfunction in psychosis, promoting tailored prevention strategies and improved individual outcome prediction.

Metabolomics And Genomics Investigations of Psychosis and Cardiometabolic Comorbidity

Hjernen, et intrikat nettverk av milliarder av nevroner, fungerer som en organismes sentrale knutepunkt for å behandle informasjon og kontrollere komplekse atferder. Vår kunnskap om komplekse hjernefunksjoner er imidlertid betydelig begrenset av at det tidligere ikke har vært mulig å overvåke aktiviteten i store nevrale populasjoner  hos dyr som fritt utfører sin komplekse atferd.
To-foton-mikroskopi (2P) er i dag en av de mest kraftfulle teknikkene for storskala avbildning av nevrale aktiviteter av dyreatferd. En betydelig begrensning ved denne teknologien er at tradisjonelle 2P-mikroskop er store og krever at dyrene må være hodefiksert under objektivet for avbildning, på samme måte som mennesker må immobiliseres under MR- eller CT-skanning. For å overvinne denne begrensningen har forskere utviklet miniatyriserte 2P-mikroskop som kan festes stabilt på hodet til fritt bevegelige dyr, noe som muliggjør studier av nevral aktivitet under naturlig atferd. Til tross for betydelige teknologiske fremskritt gjenstår fortsatt kapasitetsbegrensninger i eksisterende miniatyriserte 2P-mikroskop, der antallet nevroner som kan registreres samtidig fortsatt ligger på hundretallet - bare en liten brøkdel av det totale antallet nevroner i en typisk mikrokrets i hjernen.
Vårt prosjekt tar sikte på å revolusjonere dette feltet ved å utvikle et neste-generasjons miniatyrisert 2P-mikroskop. Dette systemet integrerer flere teknologiske innovasjoner som samlet vil øke mikroskopets kapasitet for nevrale registreringer fra noen hundre nevroner til tusenvis av nevroner - en potensiell ti gangers forbedring sammenlignet med dagens beste teknologi. Dersom prosjektet lykkes, vil det nye mikroskopet muliggjøre en enestående skala av nevrale registreringer hos fritt bevegelige, adferdsutøvende dyr - et gjennombrudd som vil gi transformative innsikter i de grunnleggende nevrale beregningsprinsippene som gir opphav til høyere kognitive funksjoner.

To uncover the neuronal mechanisms underlying complex cognitive functions, neuroscientists need to understand how information is encoded in populations of neurons. This requires measuring large-scale neuronal activity at cellular resolution in animals exhibiting natural behaviors. The current state-of-the-art technologies are silicon probes and miniaturized two-photon microscopes, or 2P miniscopes. 2P miniscopes offer significant benefits over silicon probes in terms of spatial resolution and the ability to record from the same neuronal population over extended periods. However, the recording capacity of 2P miniscopes is currently limited to hundreds of neurons, which falls short of the thousands of neurons needed to decipher the neurocomputational mechanisms within brain microcircuits. To bridge this gap, a pivotal development direction for this technology is to substantially increase the number of neurons that can be simultaneously recorded. In this project, I aim to push these boundaries by creating a new 2P miniscope (MINI10K) by upgrading most core components and introducing new designs to record, simultaneously, thousands of neurons in freely moving mice, increasing the neuron recording capacity by an order of magnitude compared to existing systems. I will demonstrate the MINI10K’s capability by measuring the spatial organization and population dynamics of various spatial cell types in a large anatomical area of the entorhinal cortex which is a critical step toward understanding the mechanism of cognitive map formation in the mammalian brain. The project is transformative in that it will enable us to explore population coding with unprecedented throughput and without behavioral restrictions, paving the way for studying the nseuronal mechanisms of cognitive functions at the network level.

Miniature two-photon microscope for ultra-high-throughput calcium imaging in freely moving animals

Hjertesykdom er et globalt helseproblem som rammer 56 millioner mennesker verden over. Halvparten av disse individene er kvinner. Kvinner opplever oftere mer alvorlige bivirkninger fra hjertemedisiner, lever lengre, og har høyere risiko for hjertesykdom når de blir eldre. Til tross for disse faktaene er kvinner ofte underrepresentert i forskningsstudier.

For å adressere dette gapet vil vi undersøke kvinnehjertet og hvordan det endrer seg med alderen. Vi vil fokusere på viktige områder som hjertemuskelvekst (hypertrofi), vevsarrdannelse (fibrose), betennelse og rollen til østrogen. Vi vil bruke avanserte molekylærbiologiske teknikker for å studere disse ulike aspektene.

For å bedre forstå forskjellene mellom menn og kvinner vil vi sammenligne våre funn med data fra hjerter fra aldrende hannkjønn. Siden det er utfordrende å få hjertevev fra friske og aldrende mennesker, vil vi bruke rotter og mus som modellsystemer. I tillegg vil vi undersøke om stamcelleavledede hjerteceller fra mennesker kan brukes til å studere kjønns-spesifikke mekanismer. Relevansen av våre funn vil bli testet på hjertemateriale fra mennesker.

Denne forskningen forventes å gi ny molekylær kunnskap om kvinnehjertet og dets aldringsprosess. På lang sikt kan denne kunnskapen føre til utvikling av bedre hjertemedisiner skreddersydd spesielt for kvinner, og forbedre deres hjertehelse og livskvalitet.

Heart disease affects 56 million people worldwide, with half of them being women. Women experience more adverse side effects from medications, live longer, and are at greater risk of cardiac disease in the second half of their lives. Despite this, women are underrepresented in most cardiac research studies. To advance in cardiac research, there is a need to acquire deeper knowledge of the female heart and alterations during cardiac aging.

In the proposed project, we will investigate the female heart and cardiac aging, with a focus on hypertrophy, fibrosis, inflammation, and estrogen signaling networks, using different approaches, including OMICs analysis. To reveal sex-specific differences, the data will be compared with aging male data. In our preclinical design, we will use rats and mice as model systems considering the difficulties of obtaining cardiac tissue from healthy and aging humans. We will also investigate whether human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) can be used as a model system for studying sex-specific mechanisms. Translational relevance will be assessed in human cardiac tissue.

New knowledge on the female heart and cardiac aging is expected to advance the state of the art and open new research lines, particularly in female aging cardiology. In the long term, this new knowledge can be exploited in the design of the next generation of female and sex-specific cardiac drugs with improved therapeutic effects, saving patients' lives and improving their quality of life.

We will employ aging rats, genetically modified mice, hiPSC-CMs and human cardiac tissue from both sexes, magnetic resonance imaging, echocardiography, single cell RNA-sequencing, proteomics, bioinformatics, cardiomyocytes, high-resolution imaging, cyclic stretch, peptide array and adendo-associated virus technology, and a plethora of other molecular biology methods. The project has both national and international collaborators.

FORSKSYSTEMET-FORSKSYSTEMET

Evaluation of scalable methods of MPC on building HVAC systems in virtual and real environments

Tildelt: kr 4,6 mill.

Populærvitenskapelig framstilling

Budsjettformål:

FORSKSYSTEMET-FORSKSYSTEMET

Finansieringskilder

Temaer og emner