2024

2023

2022

2021

2020

2019

2018

2017

2016

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

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

Alle porteføljestyrer

En god beskrivelse av denne siden for søkemotoroptimalisering

Forside

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

Her er noen eksempler på søk du kan gjøre i Prosjektbanken

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

Kunnskapsdepartement

Klima- og miljødepar

Diverse

Nærings- og fiskerid

Energidepartementet

Utenriksdepartemente

Landbruks- og matdep

Matematikk og naturvitenskap

Oslo

LTP3 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevne

LTP3 Et kunnskapsintensivt næringsliv i hele landet

LTP3 Høy kvalitet og tilgjengelighet

LTP3 Fagmiljøer og talenter

LTP3 Klima, miljø og energi

LTP3 Klima, polar og miljø

UoH-sektor

Instituttsektor

Portefølje Klima og miljø

Portefølje Forskningssystemet

Portefølje Banebrytende forskning

Programmer

Frittstående prosjekter

Nettverkstiltak

Estland

Japan

Tyskland

Storbritannia

Annen støtte (t.o.m. 2019)

Koordinerings- og støtteaktivitet

Forskerprosjekt

Nordområdene

Klima

Polar

Politikk- og forvaltningsområder

Bransjer og næringer

Naturmangfold og miljø

Klimarelevant forskning

Globale utfordringer

Anvendt forskning

Internasjonalisering

Grunnforskning

FNs Bærekraftsmål

The Arctic region is witnessing more frequent shipping accidents than ever which require accurate search and rescue operations. The existing communication systems use drones with radio frequency (RF) technology, which has limited bandwidth and cannot offer 4G/5G connectivity due to harsh weather constraints. It further limits the capacity of drones and affects the resolution of images and videos. The current research proposes to design free space optical communication (FSOC) link-based drones that can enhance connectivity between multiple drones and rescue ships as well as the capacity of drones to produce high resolution images and videos. The proposed FSOC-based drones can provide highspeed connectivity than the existing RF technology. The research will collect atmospheric turbulences data from the Arctic region and use it for designing the FSOC link. Furthermore, to enhance the capacity of FSOC-based drones, the research will design advanced multiplexing schemes (Mode Division Multiplexing and Orthogonal Code Division Multiple Access) and to ensure link stability, omnidirectional receiver will be designed. The research will further evaluate the performance of proposed FSOC link under the impact of various atmospheric turbulences. The expected outcomes of this research will lead to the optimisation of FSOC-based drones in expanding search areas and improving communication systems for SAR operations in the Arctic region.

Optimization of Free Space Optical Communication Link based Drones for Search and Rescue Operations in the Arctic Region

Sjøisen i Arktis har minket drastisk de siste tiårene, og Polhavet forventes å være isfritt om sommeren mot slutten av århundret. Denne nedgangen har utsatt store havområder for vind, noe som har resultert i at det oftere dannes store bølger i Polhavet. Disse bølgene kan forplante seg over flere titalls til hundrevis av kilometer i sjøisen, knekke den og akselerere smeltingen. Disse fysiske prosessene – bølger som knekker sjøis og effekten dette har på sjøissmelting og vekst – mangler i modellene vi bruker for å forutsi klimautviklingen. Dette bidrar til store usikkerheter i klimamodeller. Effekten av bølger på sjøisen er heller ikke tatt med i prognoser for havets og sjøisens forhold, som brukes av skip som opererer i islagte farvann. I ForWArd ønsker vi å vurdere bølgenes innvirkning på sjøisens utvikling i det stadig røffere Polhavet. I dette arbeidet brukes en svært avansert modell som inkluderer sjøis, hav, bølger og deres interaksjoner. Vi skal først vurdere hvor godt den representerer forholdene i Polhavet sammenlignet med de få tilgjengelige observasjonene. Vi vil så bruke modellen til å undersøke hvordan bølgehøyden og arealet av ødelagt sjøis har utviklet seg de siste tre tiårene. Deretter vil vi kombinere modellen vår med forholdene i det fremtidige Polhavet gitt av klimafremskrivninger, for å undersøke hvordan betydningen av interaksjoner mellom bølger og is vil utvikle seg ettersom sjøis avtar i det 21. århundre. Vår modells estimering av "bølgepåvirkningen" vil tillate polarvitenskapsmiljøet å vurdere hvor usikre deres klimaspådommer uten bølger er. Til syvende og sist vil våre modellresultater og utviklinger legge grunnlaget for å legge til bølgeeffekter i hav- og sjøisvarsler i Arktis. Dette vil gjøre varslene mer nøyaktige og bidra til sikkerheten for menneskelig aktivitet i denne regionen.

Arctic sea ice decline under climate change has allowed waves to form and grow more easily in the Arctic Ocean. These waves propagate into the sea ice over tens to hundreds of kilometres, fragmenting it into small floes. This area of broken ice, known as the Marginal Ice Zone (MIZ), is a highly complex region where many interactions occur between the ocean, sea ice, and atmosphere. The action of waves strongly affects these interactions, with rapid feedbacks on the sea ice. However, climate models do not account for these wave-ice interaction processes, which likely contributes to the strong biases in their estimation of modelled sea ice extent and volume and their inability to capture short-term sea ice extent variability. Given the lack of observations available, numerical models remain the best way to estimate how wave-ice interaction processes can impact Arctic sea ice, but most wave-ice coupled models are still prototypes. In ForWArd, we will use one of the most advanced of these models to assess this impact in the context of climate change. To this aim, we will use the latest observations to calibrate the modelled wave-affected area and produce a 30-year-long hindcast of the MIZ extent evolution to analyse how it responded to larger wave height, delayed refreezing, and thinner ice. Then, we will assess the relative importance of the wave-ice interactions suspected to affect sea ice in the MIZ using well-documented events. Finally, we will estimate how waves will contribute to sea ice extent and volume variability in the coming decades, as large areas of open water will remain open until late in the autumn. The flexibility of our setup will allow us to test the sensitivity of our results to model resolution and assumptions, giving invaluable insights into the biases induced by misrepresenting wave-ice interactions. ForWArd will also pave the way for the integration of wave effects in sea ice forecasts, a requirement for safer operations in ice-infested waters.

Forecasting Wave impact as Arctic sea ice declines

Sustainable cultivation of polychaetes as feed in aquaculture

Utslipp av miljøgifter i Arktis er lave, men høye konsentrasjoner av persistente organiske miljøgifter (POP) og kvikksølv (Hg) er registrert i arktiske sjøfugler i hekkesesongen. Miljøgifter transporteres over store avstander fra mer sørlige områder til Arktis med elver, hav- og luftstrømmer hvor de avsettes på havis og isbreer i arktiske habitater. Smelting av havis og isbreer har økt over tid med klimaendringer, som også frigjør miljøgifter i Arktis.
Sjøfugler er utsatt for miljøgifter i hekkesesongen i Arktis, med negative effekter på reproduksjon og atferd. Sjøfugler er også trekkende arter som overvintrer i sørlige havområder, hvor de blir mer utsatt for miljøgifter enn om sommeren. Langtidseffektene av både sommer- og vinterforurensning på sjøfuglenes overlevelse og reproduksjon er fortsatt lite studert. Vi tar sikte på å fylle dette kunnskapshullet for å bedre håndtere risikoen for langsiktige og akutte effekter av miljøgifter på sårbare arktiske fuglearter. Vårt arbeid vil være viktig for bevaring av sjøfugler.
Vi vil studere tre sjøfuglarter som hekker i Kongsfjorden på Svalbard, men lever av ulike typer byttedyr og overvintrer i ulike regioner som påvirker deres eksponering for miljøgifter. De tre studieartene er ærfugl (Somateria mollissima), tyvjo (Stercorarius parasiticus) og storjo (S. skua). Disse artene har vært overvåket for miljøgifter i 14-16 år i Kongsfjorden, og vi planlegger ytterligere feltarbeid. For analyser av miljøgifter vil vi samarbeide med eksperter fra laboratoriet LIENSs ved Universitetet i La Rochelle (Frankrike), ARCTOX-nettverket og NILU. Vinterområdene vil bli studert i samarbeid med SEATRACK-programmet. ACCUMULATION skal kombinere moderne verktøy innen sporing av fugletrekk, økotoksikologi (miljøgifter og økologi) og demografi (reproduksjon og overlevelse).

The Arctic has become a sink for pollutants like Persistent Organic Pollutants (POPs) and mercury (Hg), exacerbated by climate change. As POPs and Hg increase in individuals (i.e., bioaccumulation) and into marine food chains (i.e. biomagnification), top-predators like seabirds present some of the highest wildlife concentrations, making them particularly sensitive to the pollutants toxicity. The long-term effects of contaminants on Arctic seabird population dynamics are still scarcely explored but the few studies found that those pollutants had deleterious effects on adult survival or breeding success for the most contaminated species. However, those studied focused on breeding period contamination only, that just represent a part of their annual cycle. With this project, we aim to study the influence of seasonal (i.e., breeding and non-breeding period) and spatial variations in distribution and contamination by POPs and Hg on population dynamics of Arctic seabirds. More specifically, we will study the influence on the population survival of 1/ long-term contaminant exposure during breeding periods and the relationship with climate change, 2/ non-breeding distribution and long-term contaminant exposure. To do so, we will study common eiders (Somateria mollissima), Arctic- (Stercorarius parasiticus) and great skuas (S. skua) breeding sympatrically at Kongsfjorden (Svalbard), where they have been monitored for ~17 years. Ultimately, this research will be essential to better acknowledge the risk of long-term and acute contamination to pollutants on already sensitive Arctic seabird species. Dr Albert will 1/ lead two additional field seasons to collect blood and feathers samples, and deploy geotracking devices 2/ do the laboratory analyses and 3/ perform population dynamics analyses. We will work with an interdisciplinarity team to investigate for the first time spatial ecology, ecotoxicology, climate change and population dynamics.

Long-term effects of environmental changes on ArctiC seabirds: effeCts of seasonal distribUtion and contaMination on popULATION dynamics

I Norge har det vært en økende trend til å benytte regnbueørret (Oncorhynchus mykiss) i oppdrett på grunn av dens raske vekst og toleranse for et bredt spekter av miljøforhold. I dag utgjør regnbueørret 5 % av den årlige produksjon av laksefisk i Norge. Produksjonen har økt med 14 % det siste tiåret, dvs. fra 14453 til 85233 tonn, noe som gjør regnbueørret til den nest mest produserte arten etter atlantisk laks. Til tross for den store interessen er oppdrett av regnbueørret begrenset på grunn av ulike produksjonsutfordringer. Næringen er bl.a avhengig av sesongbasert rognproduksjon. En utfordring er redusert tilgang på rogn i perioden fra juni til oktober, hvilket resulterer i en 5-måneders periode uten tilgang på stor settefisk, fra mars til juni året etter. Videre er forståelsen av hvordan ulike miljøfaktorer initierer og påvirker utviklingen av sjøvannstoleranse dårlig dokumentert. Bl.a. er overføring til sjøvann basert på kroppsstørrelse i stedet for osmoregulatorisk kapasitet. Av den grunn kan settefisken møte ulike helse og velferds utfordringer etter overføring til sjøvann, noe som kan forklare økende dødelighet (rundt 10 %) og høy forekomst av taper fisk (rundt 10 %) i sjøanleggene. Denne utfordringen påfører oppdrettere betydelige økonomiske tap og representerer et velferdsproblem.
I Sande-prosjektet har vi som mål å utvikle nye produksjonsprotokoller for regnbueørret, fra rogn til stor settefisk, basert på optimalisert temperatur, lysrytme og vannkvalitet. En kritisk faktor i prosjektet vil være testing og validering av nye oppdrettsprosedyrer for å kontrollere fiskevekst og utviklingshastighet for å forlenge eller forkorte smoltproduksjonsperioden og tidspunkt for utsetting til sjø. I tillegg vil vi utvikle nye verktøy og analyser for å vurdere smoltkvalitet og tidspunkt for smoltvindu. Denne kunnskapen vil utgjøre en ny biologisk protokoll som tar sikte på å forbedre produksjonen av settefisk av regnbueørret, og som kan leveres til sjøanlegg hele året.

Idéen bak dette prosjektet er å utvikle en sesong uavhengig protokoll (Best Management Practice, BMP) for regnbueørret, fra befruktet rogn til leveringsklar smolt (settefisk), basert på optimalisert temperatur, lysrytme kontroll og styrt vannkvalitet (CO2 nivå), herunder kartlegge konsekvenser på fiskens ytelse, fysiologi, helse og produksjonstid. 
Prosjektet vil innbefatte tre feltforsøk som gjennomføres hos Sande Settefisk. I første forsøk vil effekt av temperatur på tilvekst, helse og kvalitetsutvikling hos regnbueørret i RAS bli kartlagt. Ett sentralt spørsmål vil være; Hvor mye kan vi endre produksjonstiden til ørret i settefiskfasen i vekstintervallet 20 til 400 gr gitt at snitt-temperaturen endres fra 12 til 8?C.  Dette spørsmålet er viktig da en forsinkelse kan benyttes til å dekke perioder hvor oppdretter står uten settefisk som følge av underskudd på egg om våren. Videre vil vi kartlegge hva som er optimalt lysregime under styrt smoltutvikling, herunder gir best smoltkvalitet. Avslutningsvis vil vi undersøke sammenheng mellom variasjon i vannkvalitet (CO2 nivå) på velferd, tilvekst, helse og kvalitet hos regnbueørret. En viktig del av utviklingsarbeidet vil være teste og validere en nyutviklet analyse for vurdering av smoltkvalitet hos regnbueørret (1. Innovasjon). Basert på positive funn og en integrert tolkning av samspillet mellom biologi, drift og vannmiljø, vil vi foreslå analysemetoder og strategier som bedrer fiskens kvalitet og tilvekstpotensial. Kunnskapen vil sammenfattes i en ny biologisk protokoll (BMP, 2. Innovasjon) for optimal sesonguavhengig produksjon av høykvalitets regnbueørret.  I sum vil prosjektet bidra til å sikre en jevn tilgang på settefisk som kan overføres til sjø hele året, og derav styrke oppdrett av regnbueørret i ett bærekraftig fremtidsrettet perspektiv.

Sesonguavhengig produksjon av regnbueørret

Maritim- og offshoreindustrien har etterlyst en mer strukturert metode, som utnytter dagens teknologiske potensial, for å registrere og få tilgang til informasjon om fartøyets skrogtilstand. Utviklingen av en digital tvilling for vurdering av fartøyets skrogtilstand er et svar på dette som har flere fordeler.

Tidligere forskningsresultater har vist at droner tillater trygge,  automatiserte og fleksible fjerninspeksjoner. For å gi droneinspeksjoner en ekstra fordel, bør teknologi for å utføre droneinspeksjon mens fartøyet seiler, og muligheten til å automatisk gjøre tykkelsesmålinger, utvikles. Registrering av inspeksjonsdata fra droner til en digital tvilling er et naturlig neste steg. Gitt tilstrekkelig kvalitet på drone-innsamlede data, i tillegg til effektiv registrering av menneskelig innsamlede data, kan både menneskelige og dronebaserte inspeksjoner gi data til en digital tvilling og komplementere hverandre. Dette kan muliggjøre en mer effektiv overvåkning av skrogtilstand og redusere antall ganger mennesker utsettes for farene ved inspeksjon av trange/innestengte rom.

Ved å samle inn relevante skrogdata er det et potensial for å utnytte historisk informasjon fra en mengde fartøyer til å lage en statistisk modell for å forutsi skrogtilstanden. Dette kan tillate estimering av skrogets tilstand basert på operasjonelle forhold et fartøy har vært utsatt for. I kombinasjon med konstruksjonsmodeller kan dette også brukes til å automatisk lage skroginspeksjonsplaner som prioriterer områder med økt risiko for å ha feil.

Prosjektet ledes av DNV, et ledende klassifikasjonsselskap, i samarbeid med rederiene Altera Infrastructure og Klaveness, som er henholdsvis oljetanker- og lasteskipsoperatører i dette prosjektet, ScoutDI, en inspeksjonsdrone-leverandør, og NTNU gjennom Autonomous Robots Lab ved avdeling for kybernetikk.

The project will develop the concept of a digital twin of the hull condition for assessing the structural integrity and compliance of the physical hull. The digital twin is kept up to date with the physical hull over its lifetime by frequently collecting large amounts of data, in non-intrusive ways that do not interrupt business operations. This enables continuous monitoring and compliance assessment. Autonomous drones collect the data instead of humans to improve personnel safety. Automated damage detection and coating breakdown assessment assists the human expert, leading to improved quality of the structural integrity assessment. The project will enable digital twin-based surveys as industrial standard and realize economic and safety benefits as well as reducing environmental footprint due to reduced need for travels. 

The innovation will lead to improved quality and safety of vessel inspection services, in particular: 
1. Hull condition assessment and continuous compliance decision in a 3D digital twin, a multi-data digital representation of the physical hull based on data such as high-precision point clouds, videos, AIS and weather data. The digital twin also holds location-tagged thickness measurements, history of damages and repairs, and data of sister vessels. 
2. High coverage, high-quality, location-tagged data of the hull compartment, collected frequently by autonomous/automated drones with semantic knowledge of the physical structure. Automated data collection ensures standardized data which improves comparison with historical data. Drone-based collection during sailing or between discharge and loading of cargo causes minimal interruption of business operations. 
3. Automated damage detection in point clouds and videos, automated damage probability predictions based on data in the digital twin, and an automatically generated targeted inspection plan for the drones as well when physical inspections are deemed necessary.

Assessment of ship hull Integrity based on a Digital Twin

Trådløs kommunikasjonsrevolusjon i maritim industri

Scandinavian Reach Technologies leder et banebrytende prosjekt for trådløs kommunikasjon i stålkonstruksjoner, som skip. ScanReach fokuserer på å forbedre sitt produkt for trådløs tilkobling om bord (OWC) for å møte de økende kravene fra den maritime industrien, offshore og havvindindustrien, som raskt går over til digitale og IoT-baserte operasjoner for forbedret effektivitet, sikkerhet og motstandsdyktighet.

Innovativ teknologi: Teknologien er designet for å muliggjøre trådløs kommunikasjon i stål-dominerte miljøer, en kjent utfordring i den maritime sektoren. Denne teknologien baserer seg på lavenergi-radio meshnettverksnoder som muilggjør trådløs datatransport gjennom skip, og baner vei for diverse IoT-applikasjoner som sporing av personell og eiendeler, og integrering av miljøsensorer. Med en industri som beveger seg mot digitale tvillinger, maskinlæring og overvåking av energiforbruk i sanntid, utvikler selskapet neste generasjon av avanserte kommunikasjonsnoder. Disse nodene er ment å håndtere større mengder trådløse data, noe som gjør dem passende for de høyteknologiske kravene til moderne skipsfart.

Fordeler over tradisjonelle systemer: Denne innovasjonen skiller seg ut fra tradisjonelle trådløse løsninger som ofte sliter i tette stålrike skipmiljøer og bruk av kabler. Den fjerner behovet for omfattende og kostbar kabling, noe som fører til en forenklet infrastruktur, enklere installasjon og lavere vedlikeholdskostnader.

Fokus på forskning og utvikling: F&U-arbeidet er fokusert på å utvikle et effektivt og pålitelig trådløst system for maritime industrier. Dette inkluderer å identifisere brukbare frekvenser og protokoller for robust kommunikasjon i ståltunge miljøer, og designe kompakt, energieffektivt utstyr. Prosjektet innebærer en kombinasjon av litteraturgjennomgang, datamodellering, eksperimentell prototyping og felttesting.

This project strives to advance wireless communication in large steel structures, such as ships, improving our existing Onboard Wireless Connectivity (OWC) product. This enhancement will bolster Scandinavian Reach Technologies AS market presence and relevance in the competitive shipping industry. The primary need for this innovation arises from the maritime, offshore, and sea wind industries. These industries are transitioning towards digital and IoT-based operational models for efficiency, safety, and resilience. 

Scandinavian Reach Technologies is at the forefront of addressing this need. Its revolutionary technology enables efficient wireless communication within confined steel environments. It eliminates the need for costly and complex cabling based on an innovative, low-power radio mesh networking node that allows wireless data transport to the gateway/edge computer throughout the mesh network. This technology paves the way for various IoT applications, such as tracking personnel and assets, collecting environmental sensor readings, and integrating other third-party sensors.
 
While the company's current mesh nodes are designed for simple sensor data and limited data volumes, the emerging ambitions for Digital Twins, Machine Learning models, and Real-time Energy Consumption monitoring in the industry have created a demand for high-volume wireless data transport to an internet endpoint. To meet this demand, Scandinavian Reach Technologies AS is dedicated to developing next-generation communication nodes capable of handling large amounts of wireless data in complex steel environments to replace signal cabling entirely.

SteelWave High Volume Wireless Communication Platform for Steel Environments (HWC-SE)

Inline measurement of PVT and thermophysical properties of drilling fluids

Fangst- og håndteringstress påvirker fiskens kjøttkvalitet eller overlevelsesevne dersom den blir sluppet fri. I WelTuna er målet vårt å minimere disse stressorene i for å forbedre velferd, bærekraft og produktkvalitet av makrellstørje i det norske stangfisket.
Kystnært stangfiske etter makrellstørje fra mindre fartøy har økt raskt i omfang for rekreasjon-, kommersielle- og vitenskapelige formål. Stangfiske har betydelig potensiale som velferdsvennlig fangstmetode, da metoden i motsetning til andre påvirker fisken i relativt kort tid og hver fisk blir håndtert individuelt.
Prosjektteamet vårt bestående av forskere, fiskere, fiskeriforvaltning, fiskekjøpere, foredlingsindustri, dyrevelferdsgrupper og andre interesseorganisasjoner fra hele verden, vil bruke de nyeste metodene og teknologien til å overvåke velferdstilstand under fangst, håndtering og slakting og relatere dette til kvalitet på individnivå. Denne kunnskapen vil så danne grunnlaget for utvikling av fangst- og håndteringsmetoder som minimerer stress og opprettholder høy kjøttkvalitet forebygger utilsiktet slipping av makrellstørje samt reduksjon i bifangst. Vi vil også gjennomføre studier av struktur og aktivitet i hjerne hos makrellstørje for å utvikle humane bedøvelsesmetoder som reduserer stress under håndtering og slakting.
Tilslutt vil vi, i samarbeid med internasjonale eksperter innen makrellstørje biologi og kvalitet, utarbeide beste-praksis-retningslinjer for fangst, håndtering, slakting, lagring og kvalitetskontroll. Vi håper at vårt fokus på bærekraft, god velferd og høy kvalitet vil fungere som en inspirasjon for utviklingen av ansvarlige fangstmetoder med fokus på fiskevelferd både nasjonalt og internasjonalt.

This project will improve animal welfare in wild-capture rod-and-line (R&L) fisheries for Atlantic bluefin tuna (ABT; Thunnus thynnus). By improving welfare, the project intends to minimise the environmental impacts of fishing through improvements to sustainability and product quality.

Since the re-establishment of the Norwegian ABT quota, the traditional capture method (purse seine) has not been efficient or profitable. As purse seiners target aggregations of fish, animal welfare  and product quality are easily compromised. In 2022, only 48% of the 315-tonne purse seine quota was caught.

A rod-and-line (R&L) fishery using coastal powerboats has also developed. In 2022, ~100 ABT were caught by R&L for recreational, commercial and scientific purposes. R&L capture overcomes many of the issues associated with purse seine fishing. Catching fish one-by-one gives the opportunity to maintain welfare and quality at the individual level. Norwegian R&L fishing for ABT is therefore well placed to transition towards an animal welfare conscious and environmentally sustainable fish capture method. However, knowledge gaps exist that hinder this transition:

1.	Lack of knowledge of the animal welfare impacts of capture and slaughter;
2.	Sub-optimal handling practices and limited processing infrastructure
3.	Limited understanding of ABT behaviour and distribution
4.	Bycatch and escape rates are unknown

The project is organised into four scientific work-packages (“Capture”, “Stunning”, “Welfare” and “Quality”) and a management WP to coordinate activities and communication. Fundamental to the project design is that every fish caught will be used by each scientific WP, with each using specific methodologies to address their respective objectives. The project will also benefit from the input of various stakeholders, including fishers, fishery managers, fish buyers, fish processors, animal welfare agencies and NGOs.

Welfare conscious capture and slaughter of Atlantic bluefin tuna (Thunnus thynnus L.) in the Norwegian rod and line fishery.

Akvakultur er for tiden den raskest voksende matproduksjonssektoren globalt, men på grunn av utilstrekkelig avfallshåndtering i produksjonssystemene, har den en betydelig miljøpåvirkning. For å sikre at industrien kan vokse på en bærekraftig måte, er det avgjørende å dempe disse miljøeffektene, samtidig som det skapes en sirkulær økonomi.

SEA-CYCLE-prosjektet har som mål å utnytte avfall og avløpsvann fra havbruksnæringen ved å innføre sirkulærøkonomiske prinsipper i håndteringen av havbruksavfall som en del av produksjonsprosessen.

Hovedmålet med SEA-CYCLE er å utvikle kunnskap som vil bidra til flere bærekraftige tilnærminger i produksjonsprosesser og samtidig minimere forurensning i havmiljøet. Prosjektet foreslår teknologier for å bidra til de sirkulære tilnærmingene i akvakultursektoren, samtidig som miljøforurensningen reduseres via bærekraftig avløpsvannbehandling og ressursgjenvinningsteknikker. I tillegg vil SEA-CYCLE evaluere den økonomiske levedyktigheten til disse teknologiene fra et samfunnsmessig ståsted, med tanke på både miljøkostnadene og fordelene involvert.

Aquaculture is currently the fastest growing food production sector globally, but it also has the potential to leave a significant environmental impact due to inadequate waste management practices within its production systems. To ensure a sustainable expansion of this industry, it is crucial to make efforts to minimize or mitigate these environmental effects, while creating circular economy. The SEA-CYCLE project aims to utilize waste and wastewater from the aquaculture industry by implementing circular economy principles in the management of aquaculture waste as part of the production processes.

The project proposes creating value chain for aquaculture waste resulting from aquaculture production. The project will i) investigate the valorization options of aquaculture sludge through anaerobic digestion and pyrolysis, ii) assess the ability of biochar produced from aquaculture sludge for N and P recovery and heavy metal removal from aquaculture wastewater, iii) assess the potential of aquaculture wastewater enriched biochar as biobased fertilizer. The environmental and economic impacts of the proposed technologies in the project will be assessed by life cycle analysis (LCA) and social cost-benefit analysis. 

In this project, we have assembled a strong interdisciplinary team of scientists with complementary expertise in the valorization of aquaculture waste including anaerobic digestion, production and utilization of biochar for environmental applications, LCA and cost-benefit analysis. The project primarily supports the achievement of the SDG 6, SDG 7, SDG 12, SDG 13 and SDG 14 by proposing technologies to contribute to the circular approaches in the aquaculture sector while reducing the environmental pollution via sustainable wastewater treatment and resource recovery techniques.

Sustainable aquaculture industry waste valorization through recycling

Midlene fra FORNY20-FORNY2020 fordelt på år

Midlene fra FORNY20-FORNY2020 fordelt på fylker

Midlene fra FORNY20-FORNY2020 fordelt på fagområde

Forskningsdirektør

HINNKOMMERS vil i samarbeid med Klosser Innovasjon, øke kommersialisering av forskningsresultater ved HINN. Dette skal gjøres ved å utvikle rutiner og retningslinjer for kommersialisering, øke kompetansen om kommersialisering ved Høgskolen gjennom informasjonsressurser og møteplasser. Arbeidet vil i hovedsak rettes mot fagmiljø som bioteknololgi, men også fagmiljø knyttet til spill, landbruk og økologi. Allerede identifiserte resultater med kommersielt potensial vil følges opp i samarbeid mellom HINN og Klosser.

Tidligfase teknologioverføring ved Høgskolen i Innlandet

En ny generasjon av legemidler og nanoformuleringer (LMD) gir håp for behandling av sykdommer det i dag ikke finnes tilstrekkelig behandling for. En av de store utfordringene for LMDs er biotilgjengelighet. Med dette menes at LMDs ikke når fram til de vev/celler hvor de kan utføre sin terapeutiske effekt. Grunnen til dette er det effektive blod-rensesystemet som leveren er ansvarlig for. Dette initiativet representerer et nytt konsept for å øke biotilgjengeligheten av disse legemidlene.

Liver uptake control

Når vi blir eldre, reduseres eller tapes mange av kroppens funksjoner. Leveren er ikke noe unntak, til tross for at den er et av de mest robuste organene i kroppen. Den alderspåvirkede funksjonen er knyttet til kommunikasjonen mellom blodet og leverens hovedceller, hepatocyttene. I dette kvalifiseringsprosjektet vil vi optimalisere vår tilnærming til å reversere de aldersrelaterte forandringene i de sinusoidale endotelcellene i leveren (LSEC). Disse cellene danner den fysiske grensen mellom blodbanen og hepatocyttene, og strekker seg over en milliard blodkar fordelt gjennom leveren. I aldringsprosessen er disse cellene mest utsatt, da de både blir tykkere og mister porøsiteten sin. Formålet med dette prosjektet er å teste nye legemiddelkandidater og formuleringer på LSEC, for å klarere om de kan reversere alderseffektene på LSEC-cellene. Våre innledende pilotstudier har gitt svært positive resultater, og viser at porøsiteten i LSEC hos eldre mus kan gjenopprettes. Vi skal nå optimalisere legemiddelkandidatene og formuleringene ytterligere for å forbedre deres evne til å reversere de nevnte aldersrelaterte endringer.

There is an exponential increase in most diseases with old age, and consequently ageing is established as the most significant risk factor for disease. Novel therapeutic approaches targeting biological changes of ageing have been increasingly advocated, e.g. by the National Institutes of Health USA and journals such as Cell, Nature, Nature Medicine and Science. About 75% of people over 75 years have diabetes or pre-diabetes and/or hyperlipidaemia. These are established risk factors for cardiovascular outcomes, and risk factors for geriatric conditions such as dementia, sarcopenia, frailty and osteoporosis. Our research has focused on age-related changes in the liver microcirculation, in particular within liver sinusoidal endothelial cells (LSEC), as a cause for this susceptibility to dyslipidaemia and insulin resistance in old age, and loss of liver mediated waste clearance functions essential for homeostasis. Finding ways to reverse these age-related changes in LSEC will fill a significant gap in therapeutic options available for the treatment of ageing disorders. These therapies may also benefit patients with fibrotic livers, since LSEC in this disease mimic ageing LSEC in many aspects.

Pack a pill in a PACA: PACA nanomedicines for targeting age-related changes in liver endothelium to prevent age-related diseases

Når vi blir eldre, reduseres eller tapes mange av kroppens funksjoner. Leveren er ikke noe unntak, til tross for at den er et av de mest robuste organene i kroppen. Den alderspåvirkede funksjonen er knyttet til kommunikasjonen mellom blodet og leverens hovedceller, hepatocyttene. I dette kvalifiseringsprosjektet vil vi optimalisere vår tilnærming til å reversere de aldersrelaterte forandringene i de sinusoidale endotelcellene i leveren (LSEC). Disse cellene danner den fysiske grensen mellom blodbanen og hepatocyttene, og strekker seg over en milliard blodkar fordelt gjennom leveren.  I aldringsprosessen er disse cellene mest utsatt, da de både blir tykkere og mister porøsiteten sin. Formålet med dette prosjektet er å teste nye legemiddelkandidater og formuleringer på LSEC, for å klarere om de kan reversere alderseffektene på LSEC-cellene. Våre innledende pilotstudier har gitt svært positive resultater, og viser at porøsiteten i LSEC hos eldre mus kan gjenopprettes. Vi skal nå optimalisere legemiddelkandidatene og formuleringene ytterligere for å forbedre deres evne til å reversere de nevnte aldersrelaterte endringer.

KVAL: Pack a pill in a PACA

The long-terme aim of the ERC project is to establish a new biomarker system for bacterial physiology that is based on labeling with fluorescent chemical probes. To demonstrate the feasibility of this approach, we will perform an unbiased functional characterization (transcriptomic and growth analysis) of activity-based probe-labeled bacterial subpopulations,  elucidate the molecular/cellbiological basis for probe labeling, overcome technical pitfalls and analyse potential artifacts. We will also perform pilot studies that assess the suitability of a diverse, expanded toolset of chemical probes for differentiating microbial single-cell and subpopulation physiology. Together, these experiments will lay the groundwork for the systematic exploitation of diverse chemical probes as biomarkers for subpopulation phenotypes (or phenoprobes) in the upcoming ERC-2022-COG application.

Dissecting bacterial subpopulation physiology with activity-based probes

En god del mennesker sliter i dag med munntørrhet av diverse årsaker. Dette medfører orale helseplager som affiserer ikke bare tenner, orale slimhinner og tannkjøttet men kan også ramme helt basale funksjonelle aspekter som svelging, fordøyelse, snakking og spising. Dette medfører en sterkt nedsatt livskvalitet hos pasienten. Det finnes i dag ingen stabile løsninger for dette. 

Et annet viktig aspekt ved dette problemet er at selv om pasientene selv rapporter tilstanden som problematisk, bagatelliseres den til å være sekundær bivirkning og et mindre alvorlig problem. Dette fører til sub-optimale behandlinger og mindre fokus på eventuelle nye behandlinger.

I dette prosjektet ønsker vi å innovativt utvikle en kunstig spyttkjertel; et implantat som filtrerer ut pasientens egen plasma i deres munnhule. Implantat kobles til blodkar ved munnhulen og lager en «lekkasjen» av plasma til munnhulen.

Ide:
Utvikle et implantat som kan plasseres i nærheten av munnhulen. Implantatet skal filtrere ut en stabil og kontinuerlig flyt av vandig plasma/serum fra pasientens egen blodbane. Dette filtratet ledes til munnhulen og vil dermed forhindre munntørrhet.

Anvendelse/formål:
Produktet vil hjelpe mot orale helseplager forårsaket av munntørrhet (problemer med tenner, munnslimhinner, tannkjøtt samt nedsatt basale funksjoner som tale, svelging og spising). De som er tydeligst rammet er f.eks. pasienter med oral kreft, mennesker med Sjøgrens syndrom, pasienter som utvikler munntørrhet sekundært grunnet diverse behandling og medisiner, og andre underliggende miljø- og genetisk årsaker. Ved å løse problemet med munntørrhet vil man kunne forbedre livskvalitet og velferd hos denne store gruppen. 

Delmål:
- Plasma fra pasienter kan brukes innen diagnostikk. Hos noen pasienter hvor et slikt inngrep gjennomføres vil det lett tilgjengelige plasma-spyttet i munnhulen kunne by på diagnostiske fordeler for helsepersonell.

- Plateberiket plasma har vist seg å ha sårtilhelende effekt på oral mucosa. Det betyr at selv et laboratorium-produsert produkt vil kunne brukes for oral pleie i pasientens egen munn. Ny kunnskap her vil i tillegg være av interesse for å utvikle bedre salivaerstatningsmidler.

Utfordringer og plan for utvikling:
Det må først etableres en arbeidsgruppe på tvers av fagmiljøene innen biokjemi, biomaterialer og et faglig oppdatert helseteam. Denne arbeidgruppen vil stå for utredning av ideen samt lede prosjektet. 

Arbeidgruppens primære fokus på de sentrale utfordringene rundt en slik løsning: 
- hvordan overkomme faren for fortetning i filteret? ("clogging")
- produseres nok mengde plasma per tidsenhet? (kvantitet) 
- er den fysiologiske sammensetningen av filtratet godt nok? (kvalitet)
- hvordan blir implantatets form, størrelse og vevsvennlighet? (biokompatibilitet / biomaterialer) 
- hvordan utføre kirurgien best mulig for å unngå infeksjoner? (infeksjonsfare)

Filter for plasmaspytt

Det mikrobielle samfunnet som befolker den nedre mage-tarmkanalen, tarmmikrobiota, er en nøkkelaktør som styrer menneskers helse og sykdom. Forstyrrelser av mikrobiomet på det tidligste tidspunkt i livet under maksimal fysiologisk utvikling har vært assosiert med risiko for ikke-smittsomme sykdommer, som allergier og astma.

Forekomsten av astma, en kronisk sykdom i luftveiene, har økt jevnt i industrialiserte land siden 1950-tallet. Faktorer som er ansvarlige for den økende astmafrekvensen er ikke fullt ut forstått, men i tillegg til vertsgenetikk, ser det ut til at miljøfaktorer spiller en avgjørende rolle. Nåværende forskning indikerer at tarmmikrober hjelper til med å utvikle og utdanne immunsystemet tidlig i livet. Forstyrrelser i tarmmikrobiotaen forårsaket, for eksempel ved bruk av antibiotika, kan føre til langsiktige helseproblemer, inkludert astma. Barn er vanligvis i skolealder når de får diagnosen astma, som ikke har noen kur og må behandles gjennom medisiner. Hvis sykdommens opprinnelse ble anerkjent som en forstyrrelse av tarmmikrobiotaen i de tidligste stadier av livet, kunne forståelse av vert-mikrob interaksjon tidlig i livet lede utviklingen av forebyggende astmaterapi. Vi oppsummerte gjeldende bevis på vert-mikrobiom intestinale interaksjoner under tidlig liv i en nylig gjennomgang (Pettersen VK & Arrieta MC. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology: April 2020 - Volume 20 - Issue 2 - s 138-148).

Dette prosjektet var en del av FRIPROs mobilitetsstipendprogram, og det var et tverrfaglig samarbeid mellom kliniske mikrobiologer, barneleger og tarmmikrobiomforskere ved Universitetene i Tromsø (UiT Norges arktiske universitet) og Calgary (UofC, Canada). I løpet av prosjektet karakteriserte vi vert-sopp-interaksjoner som er relevante for astmapatogenese ved å bruke sopparter som har vært knyttet til tidlig antibiotikabruk og økt risiko for astma. En kritisk del av arbeidet var gnotobiotisk (dvs. å ha definert mikrobiota) dyremodell av astma der vi studerte effekten av sopp- og bakterietarter på vertens immun- og fysiologiske funksjoner.

Teamet vårt fullførte en dyrestudie som karakteriserte viktigheten av sopp i tarmen og hvordan de kan modulere inflammatorisk respons i luftveiene (Bernardes, Pettersen, et al. Intestinal fungi are causally implicated in microbiome assembly and immune development in mice. 2020 Nat Commun. 11, 2577). I denne dyremodellen brukte vi de såkalte «kimfrie» musene. Musene fikk definerte mengder av ulike bakterier og/eller sopp som er vanlige bestanddeler i den menneskelige tarmfloraen, men som tidligere har vist seg å være overrepresentert hos barn som senere har utviklet astma. En gruppe mus som har blitt kolonisert med både bakterier og sopp ble også behandlet med antimikrobielle midler som virker mot enten sopp eller bakterier. Ved å modulere intestinal mikrobiota-sammensetning og deretter indusere eksperimentell astma hos musene, oppnådde vi forskjellige immunologiske egenskaper hos musene kolonisert med spesifikke grupper av bakterier eller sopp. Denne tilnærmingen har avslørt tidligere ukjente interaksjoner mellom soppen og verten som kan bidra til å forstå astmautvikling.

For å definere mekanismer som tarmsopp kan modulere vertens immunsystem, brukte vi høykapasitetsprofilering av små metabolitter. Ved å analysere avføringsprøver av de gnotobiotiske musene, identifiserte vi at tarmsopp neppe vil bruke utskilte metabolitter for å modulere vertens immunsystem. Derfor bestemte vi oss for å analysere proteiner i avføringsprøvene og fant at sopp kan bruke celleavledede vesikler for vertscellemodulasjonen (Pettersen VK, Dufour A, Arrieta MC. Metaproteomic Profiling of Fungal Gut Colonization in Gnotobiotic Mice. Animal Microbiome 2022) . Resultatene våre antyder at en økt overflod av spesifikke tarmsopparter i spedbarnsalderen kan påvirke den utviklende intracellulære balansen av epitel- og immunceller. Arbeidet vårt setter scenen for fremtidige studier som vil utforske detaljene i molekylære mekanismer som tarmsopp modulerer vertsfysiologi.

Selv om prosjektperioden er avsluttet, fortsetter samarbeidet mellom tidligere prosjektleder Dr Pettersen, nå førsteamanuensis ved UiT, og Dr Marie-Claire Arrieta fra UofC. Vi utforsker for tiden en hypotese om at ekstracellulære soppvesikler har immunmodulerende egenskaper og kan påvirke vertscellene gjennom direkte kontakt.

There is mounting evidence that early-life gut microbiota guides immune development, and that when the balance between gut-residing microbes is disrupted, diseases may follow. One of the diseases associated with antibiotic-driven microbial dysbiosis is asthma. We have provided robust evidence that gastrointestinal bacterial species are causally implicated in early-life immune dysregulation that leads to asthma. Recently, we detected significant alterations in children´s fungal microbiota that were associated with antibiotic use and with asthma risk. We hypothesize that antibiotic-driven dysbiosis of the gut fungal microbiota affects immune development and consequently predisposition to asthma.

We will test this hypothesis by analysing changes in infants´ fecal microbiomes that result from common practice antibiotic therapy in the Alberta Children´s Hospital, Canada. After the initial description of the pre- and post-antibiotic microbiomes by amplicon-based sequencing, we will investigate the effects of fungal species that become overrepresented after the antibiotic treatment in a murine model of asthma by immunological and histological techniques. With this translational approach, we aim to describe currently unknown immune interactions between the fungi and the host that might have implications for asthma development.

A key challenge is to identify features of the gut fungal microbiota that have the potential to influence the host immune system. We will address it by systematic profiling of the murine host fecal microbiome. Modulation of the fungal species abundance in the mice gut through the use of an antifungal treatment will facilitate detection of quantitatively changed fungal enzymatic pathways and metabolites. By associating this information with the experimental asthma model immunological characterization, we aim to describe metabolic and proteomic traits of the fungal species that can potentially assist in the prediction of asthma development.

Early-life gut fungal dysbiosis in pediatric asthma development.

Opphopning av unormalt mye fettvev i leveren, som ikke skyldes alkohol-forbruk, kalles "ikke-alkoholisk fettleversykdom" (på engelsk Non-Alcoholic Fatty Liver Disease - NAFLD). Tilstanden, som kan gi progressiv leversykdom, kreft, og leversvikt, rammer 1 av 3 personer på verdensbasis. NAFLD er derfor en av de største kliniske utfordringer i det 21. århundre. Til tross for årtier med forskning er årsak og utvikling av sykdommen fortsatt ukjent. Hittil har forskningen hovedsakelig fokusert på hepatocyttene, som utgjør de fleste og mest funksjonelt aktive cellene i leveren. Hepatocyttene er imidlertid lokalisert bak veggen til kapillærene, som utgjøres av de sinusoidale leverendotelcellene (LSEC). LSEC kontrollerer overføringen av molekyler mellom blodet og hepatocyttene. Det er interessant å merke seg at progresjonen av NAFLD går parallelt med endringer i LSECs form og funksjon, hvilket hittil ikke har vært undersøkt. Prosjektet har til hensikt å undersøke de molekylære stoffskifte-mekanismer som ligger til grunn for endringer i form og funksjon av LSEC som karaktersiserer initiering og progresjon av NAFLD. Den økte forståelse av LSECs rolle i NAFLDs progresjon som er målet for det her omsøkte prosjekt, kan positivt endre vår mulighet til å behandle denne sykdommen ved hjelp av nye terapeutiske regimer. I prosjektet blir benyttet dyremodeller og kliniske pasientprøver, samt kombinerte tverrfaglige tilnærminger og metodikk innen cellebiologi, genetikk og fysikk, samt et forskerteam av nasjonale og internasjonale toppforskere. Resultatene viser endringer i glukose metabolismen, samt rollen av aminosyren metionin som drivkrefter i endringen av LSEC-form og funksjon. Prosjektet undersøker for tiden disse cellulære metabolske endringene i sammenheng med NAFLD -progresjon og potensielle diett- og farmasøytiske mål for nye terapeutiske veier.

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is one of the major clinical challenges of the 21st century. For decades research focused on hepatocytes, but failed to unravel the mechanisms behind disease progression, while largely overlooking the role of the endothelial cell of the liver, the LSEC. LSECs, which form the walls of the hepatic sinusoids, contain small pores, or fenestrations, which facilitate the transfer of substrates between blood and hepatocytes. A ubiquitous clinical observation in the progression of NAFLD is the loss of fenestrations, which importantly precedes the onset of fibrosis, collagen "scar" tissue that is eliminated primarily by LSECs. The mechanisms responsible for LSEC defenestration in NAFLD progression have yet to be described. 
We aim to investigate the metabolism-based molecular mechanisms underlying changes in LSEC morphology and function during initiation and progression of NAFLD, using animal models and human clinical samples. 
The main challenge is the need to independently manipulate and probe metabolic pathway utilization and morphological and functional changes in these cells. To overcome this challenge, the project will combine multidisciplinary approaches in cellular biology, genetics, and physics, and the expertise of a research team composed of top-of-the-field local, national and international collaborators. 
The project is anticipated to make a tremendous scientific impact, and have the potential for clinical ramifications.

Sugar Crush: Metabolism-Induced Sinusoidal Endothelial Cell Defenestration as Critical Determinant of Fatty Liver Disease Progression

Vi utsettes kontinuerlig for kontakt med mange ulike typer virus, hvorav noen trenger gjennom de naturlige forsvarsverkene våre og kommer over i blodet. De fleste virustyper som vi får kontakt med gir ikke infeksjoner, men de må likevel fjernes raskt og effektivt fra blod. Mye av virusopptaket skjer i lever. Vi vet imidlertid svært lite om hvilke celler og mekanismer som er ansvarlige for det effektive leveropptaket. Nye funn, bl.a. i vår gruppe, tyder på at en type spesialiserte celler som kler de minste blodkarene i leveren, leverens sinusoidale endotelceller (LSEC), har en viktig rolle i dette opptaket. Dette prosjektet tar sikte på å kartlegge mekanismen for opptak og nedbrytning av virus i LSEC. Studiene vil baseres på en ny type super-oppløsningsmikroskopi som gjør det mulig å visualisere hvordan levende LSEC tar opp og bryter ned virus. Vi vil også karakterisere de proteinene på LSEC-overflaten som binder virus og fører dem inn i cellen. Videre vil vi studere hvordan LSEC tilintetgjør virus som cellen har tatt opp. Studiene vil utføres på gen- og protein-nivå. Denne kunnskapen vil så benyttes til å studere hvordan infeksiøse virus-typer unnslipper nedbrytning i LSEC etter opptak. Hovedideen bak prosjektet er å innhente ny kunnskap om antivirus-aktiviteten til LSEC, som utgjør leverens førstelinjeforsvar mot virus i blodsirkulasjonen. Slik kunnskap vil sette oss i stand til å stimulere relevante mekanismer i LSEC slik at de får økt potensial til å uskadeliggjøre infeksiøst virus som ellers unnslipper elimineringsapparatet i LSEC. Resultater fra prosjektet vil også bidra til å øke muligheten til å kontrollere uønsket lever-opptak av virus brukt i målrettet distribusjon av legemidler.

Resultater for perioden 01.12.2022 til 30.11.2023: (se også vedlagt dokument «Melding fra PI_Prosjekt 262538-2023» lastet opp under «Særskilt rapportering»). i) Vi har gjennomført biodistribusjonsstudier av flere typer virus i mus. Et hovedfunn så langt er at LSEC sammen med levermakrofager er aktive i opptak av ulike typer patogene og (for verten) non-patogene virus (modellsystem: betaherpesvirus, bakteriofager) fra blodsirkulasjonen. ii) Studier av opptak og intracellulær trafikk av bakteriofager, polyomavirus og betaherpesvirus i primære murine og humane LSEC pågår fortsatt og skjer i nært samarbeid med nasjonale og internasjonale partnere i prosjektet. Vi har blant annet funnet at neuropilin-1 er en viktig bindingsreseptor for muromegalovirus muridbeta1 (MuHV-1) i LSEC. iii) Studier av immunmodulerende effekter av patogene vs non-patogene virus pågår.

Blood borne virus is rapidly eliminated by the liver via mechanisms that are not well understood. Most reports on hepatic uptake of virus have focused on Kupffer cells. Based on the recently emerging awareness that the liver sinusoidal endothelial cells (LSECs) are pivotal as scavengers of circulating large molecules and nano material, we put forward the hypothesis that the LSEC is a central player in the cellular arm of the anti-viral innate immune system. This will be studied by bringing together front line interdisciplinary expertise in virology, optical nanoscopy, cell and molecular biology, and hepatology with the aim to study interaction of virus with LSECs to a level that has never before been attainable. We are one of very few laboratories that have access to fully functionally intact human LSECs. We will expose LSECs to several types of viruses and determine what receptors are involved in the uptake. We will use cutting edge live cell optical superresolution microscopy and correlative light and electron microscopy to follow the intracellular fate of viruses after entry into LSECs. We will study gene and protein expression in LSECs after uptake of virus, and establish if treatment of the cells with selected immunomodulators can strengthen the LSEC anti-viral defense. Our studies are expected to reveal mechanisms of how pathogenic viruses enter LSECs, and how the cells can be triggered to eliminate same viruses to avoid dissemination or latency. Our results will be important because there is an immediate need to find remedies to fight the increasing incidence of reactivation of e.g. dormant polyomavirus, and CMV associated with immunosuppresive therapy. The knowledge obtained will yield novel means of boosting hepatic metabolic elimination of normally pathogenic viruses. Moreover, the project will provide knowledge to control unwanted liver uptake of virus used as drug delivery vehicles.

Role of scavenger endothelial cells in elimination of virus

Prosjektet vårt handler om autofagi ("selv spising"), en renovasjonsprosess i cellene våre som bidrar til å holde cellene våre og dermed oss friske. Vi utreder hvordan denne prosessen kan være selektiv (målrettet) og hvordan selektiv autofagi regulerer signalering i cellene. Ved kreft, diabetes, demens og betennelsestilstander er visse signalveier ikke regulert korrekt. Proteinene kan ses på som arbeiderne og funksjonærene i cellene våre som utfører oppgavene som trengs. De utgjør også "infrastruktur" som transportveier og ulike molekylære "maskiner" i cellene. Cellesignalering går ofte via protein ansamlinger hvor proteinene sitter sammen i et "signalosom". Dette muliggjør effektiv og følsom signaloverføring. Autofagi er en renovasjonsprosess hvor skadde proteiner og nedslitte celledeler brytes ned og resirkuleres. Autofagi aktiveres også når cellene utsettes for stress, slik som sult. Cellen spiser deler av seg selv for å frigjøre energi og byggesteiner for å overleve. Autofagi er sentral i viktige sykdommer som kreft, diabetes, demens og betennelsestilstander. I våre grunnforskningsstudier av proteinet p62 oppdaget vi at autofagi kan være selektiv også på molekylnivå. p62 sorterer cellesøppel og bringer det til cellas resirkuleringsanlegg (lysosomet). p62 er det vi kaller en selektiv autofagi reseptor. Når cella blir utsatt for stress lager p62 runde dotter som ikke er omsluttet av membraner. Vi har i dette prosjektet bl.a. testet vår hypotese om at disse dottene også kan være signalosomer hvor p62 regulerer signal overføringer i cella. Det som reguleres kan være dannelse, integrering eller opphør av signalering. Regulering fant vi skjer ved at spesifikke komponenter i signalosomet brytes ned ved selektiv autofagi. Den mest kjente og studerte stressfaktoren som øker autofagien i cellene våre er sult. Vi fant at hvis vi sulter celler så setter de i gang en hurtig sultrespons hvor en rekke ulike proteiner brytes ned. Blant disse proteinene er p62 og flere av de andre selektive autofagi reseptorene. Nedbrytningen skjer ved to ulike typer autofagi. Den klassiske via dannelsen av autofagosomer starter noe seinere enn den hurtige nedbrytninga som går via det som kalles seine endosomer. Sammen med forskere på Radiumhospitalet og i Tyskland har vi funnet at p62 lager trådaktige strukturer (filamenter) som vi også kan se inne i dottene i cellene som p62 lager. Disse filamentene er viktige for at p62 skal kunne ta med seg «cellesøppel». Vi har tidligere identifisert et s.k. LIR (LC3 interacting region) motiv som p62 bruker til å binde til ATG8 proteiner som sitter festet i membranen på autofagosomene som dannes. Autofagosomene smelter sammen med lysosomer, og innholdet brytes ned og resirkuleres. Vi har i dette prosjektet økt kunnskapen om rollene til ATG8 i å hjelpe til å «plassere» flere proteiner med LIR motiv som trengs for å få i gang dannelsen av autofagosomer. Dette gjelder bl.a. ATG4B og tre medlemmer av protein komplekset class III phosphatidylinositol 3-kinase complex I (ATG14L, BECLIN1 og VPS34), som alle trengs for dannelse av autofagosomer. Sammen med en gruppe i London har vi skaffet detaljert kunnskap om hvordan disse proteinene binder til ATG8 proteiner. Dette er til stor hjelp i videre studier. Vi har også nylig vist at flere protein kinaser har LIR motiv, binder til ATG8 proteiner og kan fosforylere bindingstedet på ATG8 proteinet LC3B. Dette gjør at NEK9 protein kinasen kan hemme p62 nedbrytning ved autofagi. Vi har i løpet av dette prosjektet oppdaget fire nye autofagi reseptorer for mitokondrier: FKBP8, SAMM50, NIPSNAP1 og -2. I tillegg har vi oppdaget en ny autofagi reseptor for endoplasmatisk retikulum (ER) og Golgi apparatet kalt CALCOCO1. FKBP8 er med på å fjerne skadde mitokondrier i cellene, men slipper selv unna. Mitokondriene er cellenes kraftstasjoner som produserer energi som cella trenger. Gamle og skadde mitokondrier er som utslitte dieselmotorer som forurenser cella med skadelige stoffer (oksygenradikaler). De utslitte mitokondriene fjernes ved selektiv autofagi. Sammen med Anne Simonsen sin gruppe i Oslo fant vi at proteinene NIPSNAP1 og -2 er merkelapper for skadde mitokondrier slik at de blir oppdaget og brutt ned. Vi publiserte nylig at SAMM50 i den ytre membranen på mitokondriene virker som reseptor for nedbrytning av komponenter i et protein kompleks som er viktig for strukturer (cristae) som trengs for effektiv energiproduksjon i mitokondriene. Når mitokondriene går for fullt samarbeider SAMM50 med p62 for å fjerne mitokondrier som er utslitte. Skader på ER eller Golgi oppstår også under stress. Cellene våre fortynner skadene ved å lage mer ER og Golgi, og gjenoppretter status quo ved å bryte overskuddet ned ved selektive autofagi. Vi fant nylig at CALCOCO1 er en løselig reseptor for nedbrytning av deler av ER og Golgi under sult stress. Dette er første oppdagelse av en autofagi reseptor for nedbrytning av Golgi.

An important challenge for our cells is to properly regulate the potent signalling pathways affecting differentiation, proliferation, inflammation, and cell death. Dysregulation is implicated in development of diseases like cancer, diabetes, neurodegeneration, and inflammatory disorders. Signalosomes are multimolecular protein complexes that facilitate sensitive and efficient signaling. They integrate upstream signals and control downstream effectors, and play important roles in cellular behavior and adaptation during various stress conditions, differentiation, inflammation and proliferation. Autophagy is an evolutionary conserved cellular process that serves as a mechanism for degradation and recycling of dysfunctional proteins, damaged or aged organelles, and intracellular pathogens. Recent discoveries implicate important roles of autophagy in specific physiological and pathological processes such as development, immunity, energy homeostasis, cell death and tumorigenesis. Our work on the scaffold and signaling protein p62 led to the discovery of selective autophagy at the molecular level, mediated by specific proteins termed autophagy receptor proteins. Triggering cellular stress conditions by starvation, ROS or protein aggregation, results in rapid formation of dynamic p62 bodies. Our hypothesis is that these bodies represent p62-mediated signalosomes, and that p62 and p62 like autophagy receptors have a pivotal role in regulating formation, signal integration, transmission, and termination of the associated signalosomes. To evaluate this hypothesis we will characterise the signaling events, the key signaling components, the structural requirements, and the role of selective autophagy in p62 signalosomes. This new knowledge on selectivity and specificity associated with autophagy-regulated signaling will be applied to identify new therapeutic targets for neurodegenerative diseases, tumorigenesis and inflammation.

Autophagy-regulated Signalosomes in Cellular Stress and Disease Pathways

Akutt myelogen leukemi (AML) er den vanligste formen for akutt leukemi hos voksne. Forekomsten øker med alder og prognosen for eldre pasienter er fortsatt dårlig. En bedre forståelse av AML er nødvendig for å overvinne disse problemene. Det interessante er at kreftceller og normale celler har forskjellig metabolisme, det vil si hvordan cellene skaffer seg energi. Endringer i forskjellige trinn i de metabolske prosessene er assosiert med utvikling av kreft og behandlingsresistens. Omkringliggende eller mer distale normale celler kan registrere intermediære metabolitter og dermed fange opp metabolske forstyrrelser i kreftceller. Disse intermediære metabolittene er vanligvis til stede inni cellen, men vil under spesielle forhold, som for eksempel ved metabolsk stress, skilles ut. Denne typen mekanismer har fått liten oppmerksomhet i forbindelse med leukemi. 

Til tross for store forsinkelser på grunn av eksterne årsaker som gruppen fremdeles opplever, har vi i fjor fortsatt vært i stand til å gjøre betydelige fremskritt i studier.

Det metabolske mellomproduktet succinat og dets reseptor (Sucnr1) har så vidt blitt utforsket i sammenheng med hematopoiesis under helse eller sykdom til dags dato. Her viser vi at lav SUCNR1 representerer en markør for redusert overlevelse hos AML-pasienter. Behandlinger med succinat fremmet sykdomsprogresjon i musemodeller av pre-leukemisk myelopoiesis og AML, så vel som i AML xenografts. In vivo global sletting av Sucnr1-indusert utvidelse av hematopoietiske stam- og stamceller (HSPC) og hematopoiesis. Uavhengig sletting av Sucnr1 fra det hematopoietiske systemet resulterte i utvidelse av multipotente stamceller og differensierte celler, mens sletting av Sucnr1 fra Nestin+ stromale celler fremmet utvidelse av stamcellerommet, på en CXCL12-uavhengig måte. Dataene våre avslører at Sucnr1 bevarer transkripsjonsprogrammer som er karakteristiske for HSPC via kontroll av S100a8/S100a9.

Dette prosjektet gir innsikt i de grunnleggende prosessene som regulerer blodstamcellefunksjon/dysfunksjon og kunnskap om markører for pasientprognose. Det terapeutiske potensialet til disse funnene bør utforskes videre i fremtidig forskning.

Acute myeloid leukaemia (AML) is the most common form of acute leukaemia occurring in adults. Its incidence increases with age and the prognosis for the older patient remains bleak. Overcoming these problems will require a better understanding of AML. Growing data links altered cellular metabolism to tumourigenesis and resistance to therapies in several types of cancer. Interestingly, altered cell metabolism can be sensed among neighbouring or distal cells through succinate signalling, but this pathway has received little attention in the context of leukaemia. The primary aim of this project is to investigate the potential role of succinate signalling dysfunction in AML pathogenesis and its importance to human AML. A transgenic mouse model expressing the human N-RASG12D mutation in an inducible manner will be used, which confers HSC with a survival/proliferative advantage but it is not sufficient to recapitulate AML. Signalling through the Krebs cycle intermediate product succinate will be manipulated in vivo through drugs and additional genetic engineering aiming to induce leukaemic transformation in N-RASG12D mice, and in turn, allowing the potential value of succinate signalling to be tested in novel therapeutic strategies. Further, we will discriminate the potential contribution of the bone marrow niche in this process. Changes observed in mouse models will be validated in human patient samples. Thus, the present research will give insights into the basic processes that regulate HSC function/dysfunction and will allow the application of this knowledge to provide a novel platform for more efficient therapies against AML.

Stem Cell Metabolic Dysfunction in Myeloid Leukaemia and its Therapeutic Targeting

Multidrug resistance is a particular limitation to medical treatment of diseases related to the major causes of mortality globally, e.g. chemotherapy, antibiotic treatment and HIV medication. The project involves basic research on ABC transporters involve d in multidrug resistance combining theoretical molecular modelling and experimental pharmacology. Sildenafil (Viagra) is an inhibitor of ABCC5 drug efflux, as well as an inhibitor of phosphodiesterase 5 (PDE5). Dr. Aina Westrheim Ravna has previously spe nt 6 weeks in the spring semester of 2009 performing virtual ligand screening for
sildenafil derivates into an ABCC5 model at Ruben Abagyan's lab (Molsoft/The Scripps Research Institute, La Jolla, USA), and she will spend 3 additional months at Ruben Abag yan's lab, which recently moved from The Scripps Research Institute to The Skaggs School of Pharmacy & Pharmaceutical Sciences at The University of California, La Jolla, USA, to perform further virtual ligand screening studies. The compounds identified as  potential ABCC5 inhibitors will be tested for affinity to ABCC5 and PDE5 in vitro at the University of Tromsø, in order to reveal potential therapeutics that can inhibit ABCC5 mediated drug efflux without producing side-effects (used therapeutically in e rectile dysfunction) caused by PDE5-inhibition (smooth muscle relaxation (vasodilation)).

In silico and in vitro search for potential multidrug resistance therapeutics

Globally, approximately one fourth of all human deaths are caused by bacterial infections. Overuse of antibiotics has induced the development of resistant pathogens, which is an increasing public health problem. The consequence is that new antibacterial c ompounds and new targets must be found Because the link between iron bioavailability and virulence is well established, the Ferric Uptake Regulator (Fur), a global regulator present in most bacteria, could be an interesting antibacterial target. Fur is a  transcriptional regulator that uses iron as a cofactor to bind to specific DNA sequences. 
	The main goal of this project is to identify specific inhibitors of Fur proteins from various pathogenic bacteria and to study the structure-function relation in o rder to obtain potential new antibacterial molecules. 
	To fight bacterial infection (by designing novel antibacterial drugs) it is important to gain a basic understanding of the mechanisms used by pathogenic bacteria to overcome the host immune system. I n this study, various computational and experimental methods will be used to achieve a better understanding of the Fur protein from both structural and functional point of views. This project involves a French and a Norwegian group, which have previously  collaborated on the mechanistic understanding of activation of Fur regulators for specific DNA interaction after metal binding (Ahmad R, et al. (2009) Proteins). Both groups have expertise that complement each other well.
       This project should lead t o a better understanding of the mechanisms of inhibition of Fur proteins by peptide inhibitors and give clues to the finding of new generation of specific inhibitors useful for pharmacological purpose as antibacterial agent.  The results of this work will  be submitted for publication to journals of biochemistry, structural biology and/or microbiology. In addition, it will also be possible to file patents for the novel inhibitors identified from this study.

Structure-function relation of Ferric uptake regulators and their new inhibitors

Type 2 diabetes is associated with altered myocardial metabolism, reduced cardiac performance and reduced cardiac efficiency (cardiac work per unit oxygen consumption). The long-term objective of the present project is to understand the mechanisms behind diabetic cardiomyopathy, an example of cardiac contractile dysfunction. We hypothesize that reduced cardiac efficiency is a major factor contributing to cardiac dysfunction in the diabetic heart. The specific questions asked in this proposal is whether re duced cardiac efficiency in diabetes is related to (i) increased cost of E-C coupling because of diastolic Ca2+-leakage from the sarcoplasmic reticulum via ryanodine receptors and/or (ii) altered myocardial metabolism due to the high lipid load, resulting  in mitochondrial dysfunction. 
The practical work related to the project will be carried out at the University of Tromsø (mouse heart perfusions, echocardiography) and NTNU (murine and human cardiomyocyte studies). Both institutions have excellent infras tructures for the proposed research with all the necessary state-of-the-art equipment (imaging facilities including ultrasound scanner dedicated for small animals, established pressure-volume technology, well equipped metabolic laboratory, mouse training facilities). This project will combine the expertise of the research groups of local project managers, Terje Larsen (cardiac function and metabolism) and Ulrik Wisløff (exercise training and heart failure). In addition, David Severson (Calgary/ adjunct Pr ofessor at UiT) will provide important input to the project by serving as a scientific consultant/advisor. 
The anticipated application potential of the project findings is to determine the role of cardiac inefficiency in the development of diabetic cardi omyopathy and to provide a scientific rationale for exercise being a sound and useful alternative to pharmacological treatment of the disease.

Prevention of cardiac inefficiency in type 2 diabetes by means of high-intensity exercise training

Hanssen, Anne-Merethe DAADppp 2008 Tysk-norsk forskerutveksling

The research group has wide experience in using molecular graphics and other methods to study the molecular mechanisms of CNS active drugs. This application focuses on drugs acting on specific targets in brain, the serotonergic systems. The application wi ll enable further development and strengthen the molecular graphics and modelling research group in Tromsø. Major depression is a serious and incapacitating disorder with a heavy social burden and a substantial life time risk. Selective Serotonin Reuptake  inhibitors (SSRIs) are currently the first line treatment of depression. Their antidepressant activity is believed to be exerted by blockade of the serotonine transporter protein (SERT), and thereby increased serotonergic neurotransmission. A major probl em with the SSRIs is their slow onset of anti-depressive action, mainly due to stimulation of pre-synaptic 5-HT1A autoreceptors. Agents combining inhibitorial effects on SERT with antagonistic activity at pre-synaptic 5-HT1A receptors are believed reduce the time to onset the action. The discovery and design of ligands combining inhibitorial effects on SERT and antagonistic effects on the 5-HT1A pre-synaptic receptors is the goal of the present proposal. Molecular modelling techniques will be used to cons truct 3D molecular images of the drug target proteins by homology with known protein structures. Automatic docking and affinity predictions of a test set of chemical compounds will be used to validate the molecular images. Chemical compounds that are synt hetically feasible will be screened against the homology models using the virtual screening module of the ICM program package. The most interesting compounds will be further studied by molecular dynamics methods for affinity predictions and the top ranked  compounds will be passed on to our synthetic collaborators for synthesis and experimental assays.

FORNY20-FORNY2020

Tidligfase teknologioverføring ved Høgskolen i Innlandet

Tildelt: kr 0,40 mill.

Sammendrag

Budsjettformål:

FORNY20-FORNY2020

Finansieringskilder

Temaer og emner