FORSKNING 2005
| Indholdsfortegnelse Afdelingens | ![[Kolofon]](http://www.au.dk/uploads/www.au.dk/da/arsb2005.jpg) |
Center for Bioinformatik
Igangværende forskningsprojekter
Bioinformatik er en tværfaglig disciplin, der kan beskrives som anvendelsen af datalogi, statistik, matematik, kemi og fysik på problemstillinger inden for molekylærbiologi og biomedicin. Arbejdet handler i vid udstrækning om udvikling og anvendelse af modeller, metoder og programmer til indsamling, håndtering og analyse af molekylære data.
Bioinformatiske problemstillinger tager udgangspunkt i biologiske spørgsmål og data, og endemålet er en biologisk fortolkning af data, som bidrager til at løse de stillede spørgsmål. Kernen i dette arbejde består ofte i at formulere en dataanalyse. Formuleringen af denne støttes af den veludbyggede teoretiske beskrivelse af evolutionær genetik og anden matematisk biologisk teori, således at en teoretisk beskrivelse af de biologiske spørgsmål kan danne grundlag for formuleringen af en statistisk velfunderet dataanalyse. Når det statistiske værktøj er på plads, er det en datalogisk opgave at udføre de fornødne beregninger. Ofte er en eksakt analyse af data efter denne recept dog ikke mulig, da beregningerne ofte er alt for omfattende. Den praktiske analyse må derfor opbygges som et kompromis mellem mulighederne i de tre hjørnesten i analysen, den biologiske, den statistiske og den datalogiske. Denne nødvendighed tjener som inspiration til såvel samarbejde fagene imellem som til udfordrende forskning inden for hvert enkelt fag. Centrets forskning dækker mange områder af bioinformatik, men aktiviteterne falder under to brede emner: Komparativ og funktionel genomanalyse.
BiRC er involveret i en lang række forskningsprojekter i samarbejde med forskere både nationalt og internationalt. Centret har længe været interesseret i genomanalyse, hvor data fra et eller flere genomer fra forskellige organismer analyseres. Gennem BiRCs engagement i grisegenomprojektet er genomanalyse stadig et af centrets primære forskningsområder. Flere genomer kan give information om organismernes indbyrdes slægtsforhold, effekten af naturlig selektion og hvordan denne har påvirket evolutionen. Specielt er interesseret i at udvikle bedre statistiske og datalogiske metoder til sådanne analyser af gensekvenser fra grisen, mennesket og musen, specielt med henblik på at forstå hvordan DNA‑ændringer inkorporeres i genomet. Et relateret spørgsmåler at designe metoder til bestemmelse af geners position i genomet, igen ved sammenligning af tæt beslægtede arter. Centret beskæftiger sig endvidere med analyse af virusgenomer, og hvordan disse kan benyttes til bestemmelse af epidemiolgisk vigtige parametre.
BiRC er også engageret i analyse af mange andre typer data, blandt andet genekspressionsdata og genvariationsdata. Datatyper hvis mængde vokser utroligt i disse år gennem rutinemæssig indsamling ved mange forskningslaboratorier. Genekspressionsdata, giver information om hvilke gener der er udtrykt i hvilke vævstyper, og kan derfor fx benyttes til at differentiere mellem maligne og normale vævstyper, men også mellem kræftens forskellige stadier. Som sådan kan statistiske metoder til differentiation både have prognostisk og diagnostik værdi. Endvidere giver genekspressionsdata information om enkelte geners funktion og deres interaktion med andre gener. BiRC er involveret i denne type forskning gennem sit samarbejde med Skejby Sygehus og Institut for Human Genetik, Aarhus Universitet. Genvariationsdata beskriver DNA‑variationen i enkelte udvalgte positioner i genomet i populationer, og inden for analysen af disse har centret gennem længere tid markeret sig. Det gælder både inden for teoretisk udvikling af matematiske modeller, inden for beskrivelse af stikprøver taget fra populationer (coalescent‑teori), og ved anvendelse af disse til analyse af data (forskere ved BiRC har i 2005 publiceret en bog om emnet). Derudover er centret involveret i statistisk og matematisk analyse af SNP‑arraydata, der kan siges at give et fingeraftryk af genomet. Analysen af SNP‑arrays har fokuseret dels på identifikation af sygdomsfremkaldende geners kobling til markører i genomet, dels på beskrivelse af kromosomforandringer i kræftceller. Herved håber man at blive i stand til at bestemme områder i genomet, der er specielt vigtige for udvikling af kræft. Et stadigt voksende interesseområde på BiRC er analyse af flere arraytyper samtidigt (fx SNP‑ og genekspressionsarray), hvorved man får en langt mere detaljeret indsigt i en celle eller organismes funktion og struktur. Arbejdet med SNP‑ arrays er foretaget primært i samarbejde med Skejby Sygehus. BiRC er også involveret i arbejde med identifikation af sygdomsrelaterede endogene retrovira i mennesket, og vi vedligeholder forskningsdatabasen www.retrosearch.dk. Gennem samarbejde med eksperimentelle afdelinger forskes der endvidere i funktion og evolution af disse fossile gener. Endelig samarbejder BiRC med primatforskere fra Biologisk Institut, Aarhus Universitet, om at udvikle molekylære markører in silico , inden markørerne færdigtestes i laboratoriet.
BiRC er levende engageret i metodeudvikling. Centret har gennem længere tid arbejdet med udvikling af algoritmer og værktøjer til rekonstruktion og sammenligning af evolutionære træer og netværk. Igennem dette arbejde håber vi at kunne udvikle hurtigere og mere præcise programmer til forskellige former for fylogenetiske analyser, som udgør et element i mange forskellige bioinformatiske dataanalyser. Dette arbejde foregår primært i samarbejde med Datalogisk Institut, Aarhus Universitet. Et nyere arbejdsområde ved centret er udvikling og anvendelse af molekyldynamiske simuleringsmetoder, som gør det muligt at teste og udbygge modeller af proteinsystemers struktur og funktion. Arbejdet foregår i samarbejde med Center for Insoluble Protein Structures (inSPIN). BiRC og Molekylærbiologisk Institut, Aarhus Universitet, er desuden engageret i udvikling af en automatisk bioinformatisk pipeline af softwareværktøjer, der kan identificere genetiske markører i de to meget vigtige plantefamilier bælgplanter og græsser. Ved hjælp af resultaterne af dette arbejde kan den genetiske kortlægning af planter fra disse familier forbedres, og følgelig kan dyrkning og forædling af vigtige afgrøder på længere sigt effektiviseres.
Center for Idræt
Igangværende forskningsprojekter
Kristian Overgaard: 1) Betydningen af ændringer i i saltbalancen og syre‑basebalancen for excitabilitet og kontraktilitet skeletmuskler 2) Muskeltilpasninger efter gentaget eccentrisk og koncentrisk arbejde hos mennesker.
Sine Agergaard: 1) Århus som idrætslandskab (i samarbejde med Niels Kayser Nielsen, Historisk Afdeling) 2) Ferie‑ og fritidssteder som fantastiske rum (i samarbejde med Nina Schriver og Gunn Engelsrud, Det Medicinske Fakultet, Institut for Sygeplejevidenskab og Helsefag, Oslo Universitet)
Thorsten Ingemann Hansen: 1( Betydning af idræt, bevægelse, leg og kropsudfoldelse i fritidsinstitution for 6‑9 årige børn i Århus Kommune. 2) Muskelfunktion hos kvindelige elitehåndboldspillere med følger efter forreste korsbånds rekonstruktion.
Henrik Sørensen: 1) Undersøgelse af stimuli og adapationer i forbindelse med konventionel styrketræning og plyometrisk træning. 2) Undersøgelse af muskel‑ og ledbelastninger hos ældre ved gang på trapper. (i samarbejde med forskere ved SDU)
Kristian Vissing: 1) Transkriptionel regulation af muskel fænotype som respons til single‑bout muskelarbejde hos mennesker. 2) Tilpasninger til Ca++ akkumulation og cellulær degeneration i muskler efter gentaget eccentrisk og koncentrisk arbejde hos mennesker. 3) Gender‑specifik substrat‑utilisering og transkriptionel regulation under recovery‑fasen fra muskelarbejde. 4) Effekt konventionel styrketræning versus plyometrisk springtræning. 5) Effekt af exercise på cellulære aldringsmekanismer.
Thomas Bull Andersen : 1) Bestemmelse af boldcentrum ved optagelser med opto‑elektriske kamerasystemer. 2) Kinematiske analyser af kuglestød.
Jan Kahr Sørensen: 1) Teori‑praktikkoblinger i gymnasiets idrætsundervisning med særlig henblik på boldspil. 2) Udviklingsprojekt støttet af Undervisningsministeriet forår 2006 i samarbejde med Hadsten Gymnasium.
Mette Krogh Christensen: Fortællinger og biografiske refleksioner i idrætspædagogikken Praktik i den universitære idrætsuddannelse.
Interdisciplinært Nanoscience Center (iNANO)
Igangværende forskningsprojekter
Baseret på en større bevilling fra Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Udvikling i juni 2003 er fire målrettede projekter startet op i iNANO‑regi. Disse forløber nu alle planmæssigt. I december 2004 modtog iNANO bevillinger til de fire projekter (samarbejde med Grundfos A/S, SCF Technologies A/S, Danfoss A/S, BioImage A/S, NanoNord A/S og H. Lundbeck A/S, Kræftens Bekæmpelse): i) nanokrystallinske oxidlag, ii) nano‑funktionaliserede 3D‑strukturer, iii) nanoprober til overvågning af DNA‑skader og iv) 2D mikro‑ og nanoskala, strukturel platform til lægemiddelscreening. Disse projekter kører med fuld kraft. I 2005 opstartede iNANO forskningsaktiviteter i regi af tre centre bevilget fra Danmarks Grundforskningsfond: Center for Uopløselige Proteinstrukturer, Center for mRNA Biogene, og Center for Oxygen Mikroskopi og Imaging. Senest har iNANO modtaget en større bevilling fra Højteknologifonden til i samabejde med virksomheden Fibertex A/S at udføre udvikling af "nonwoven"‑tekstiler. Desuden deltager forskere fra iNANO i adskillige EU‑projekter, herunder et nanoteknologisk netværk FRONTIERS, og flere IP, STREP og forskningsinfrastrukturprogrammer. Forskningen ved iNANO udmærker sig ved både at være rettet mod fundamentale problemstillinger, men også mod at forskningen skal kunne anvendes og kommercialiseres.
Dansk Center for Molekylær Gerontologi
Igangværende forskningsprojekter
Studier af molekylærbiologiske aspekter af aldringsprocessen. Herunder fokuseres på : DNA reparationsprocesser og deres rolle i forbindelse med genomisk instabilitet, sammenhæng mellem telomer‑længde, stress‑respons gener og livslængde og genvinding af cellulære funktioner som resultat af mildt stress.
Center for Scientific Computing Aarhus
Igangværende forskningsprojekter
CSC‑AA's hovedopgave er at inkøbe, installere og drive højtydende computerudstyr, der anvendes af forskere i hele landet. Midlerne bevilges via Dansk Center for Scientific Computing (DCSC) efter vurdering ("peer review") af ansøgninger indsendt af de enkelte forskergrupper. Centeret har ca. 120 registrerede brugere.
Institute for Storage Ring Facilities
Igangværende forskningsprojekter
ISA er ansvarlig for drift, vedligeholdelse og videreudvikling af lagerringsfaciliteten opbygget omkring ASTRID. I denne lagerring, som er den eneste af sin art, kan accelereres og lagres både elektroner og ioner. Faciliteten bruges af omkring 150 forskere årligt fra både Aarhus Universitet og andre inden‑ og udenlandske universiteter. Desuden udfører ansatte ved centret forskning både ved ASTRID og ved udenlandske forskningscentre. De eksperimentelle faciliteter forefindes i lokaler i forbindelse med Institut for Fysik og Astronomi, med hvilket der er et væsentligt samarbejde både teknisk og videnskabeligt. Lagerringen ASTRID bruges ca. 33 uger om året som en synkrotronstrålingskilde, dvs. som en meget intens kilde af kortbølget elektromagnetisk stråling, herunder UV‑lys og blød røntgenstråling. Denne stråling udsendes af en meget intens (cirka 200mA) højenergetisk (580 MeV) elektronstråle lagret med en levetid på over 40 timer. Synkrotronstrålingen, der er kontinuert, anvendes ved hjælp af monokromatorer og dertil knyttede eksperimentalopstillinger. For tiden bruges synkrotronstrålingen fra syv strålerør, og et ottende er under opbygning. De fire fra afbøjningsmagneter er to opstillinger til overfladeundersøgelser, og to til hovedsageligt biologiske formål. Det ene af disse sidste er et røntgenmikroskop, der bl.a. er blevet anvendt i forbindelse med undersøgelser af sædcellers struktur og funktion. Det andet strålerør til biologi bruges til studier af proteiners molekylære struktur vha. cirkulær dikroisme, hvor der anvendes ultraviolet lys. Desuden foretages der absorptionsmålinger bl.a. på atmosfærisk relevante molekyler (ozonnedbrydning og drivhuseffekt). De tre strålerør fra den 2 m lange ondulator giver en stærkt forøget intensitet, og disse bruges inden for atom‑ og astrofysik samt overflade‑ og materialefysik. I den resterende kørselstid, ca. 5 uger om året, bruges lagerringen til acceleration og lagring af ioner. Mange forskellige positive/negative ioner, molekyler og klynger har været anvendt i lagerringen i forskellige hovedsageligt atomfysiske eksperimenter. De største energier er blevet anvendt i studier af anvendelse af partikelstråler til cancerterapi. En videreudvikling af den magnetiske lagerring ASTRID har været konstruktionen af den lille elektrostatiske lagerring ELISA, der i mange henseender er mere velegnet til lagring af ioner end ASTRID. Denne nye type lagerring var den første af sin art i verden og anvendes bl.a. til studier af biomolekyler. Medarbejdere ved ISA deltager i eksperimenter ved udenlandske acceleratorfaciliteter, bl.a. i et projekt ved CERN, Genève, hvor antiprotoners vekselvirkning med stof undersøges. I samarbejde med DANFYSIK, Jyllinge, arbejder medarbejdere ved ISA med design, opbygning og indkøring af udenlandske acceleratoranlæg, senest Australian Synchrotron Project. Desuden deltager medarbejdere ved ISA og IFA i opførelsen af den såkaldte fri‑elektron laser ved DESY i Hamburg. Til slut skal nævnes, at Højteknologifonden i december 2005 har bevilget penge til et projekt med titlen "Innovation inden for acceleratorudstyr til kræftbehandling".