Projektid

Kaasaskantavatel mitmikanalüütilistel instrumentidel on suur potentsiaal tervishoius, võimaldades personaalseid ja kiireid diagnostikameetodeid. Uute illegaalsete uimastite (HHC, sünteetilised katinoonid jne) levik tekitab vajaduse kohapealsete testimisvahendite järele, mida saaksid kasutada nii arstid, dopinguvastase organisatsioonid kui ka politsei. Projektis arendatakse elektroforeesil põhinevaid kaasaskantavaid analüsaatoreid, mis võimaldavad kiireid ja kuluefektiivseid in vitro metabolismiuuringuid ning uute psühhoaktiivsete ainete analüüsi. Lisaks arendatakse uusi kohapealseid biofluidide analüüsivahendeid, mis suudavad tuvastada mitmeid kiiresti levivaid narkootilisi aineid. Projekti tulemusel valmivad uudsed tööriistad, mille rakendamine võib oluliselt parandada narkootiliste ainete seiret, aidates kaasa nii rahvatervise kui ka avaliku turvalisuse edendamisele.

Projekti eesmärk on arendada mikroplastiku poolt põhjustatud antimikroobse resistentsusega (AMR) võitlemiseks lihtne ja kättesaadav mikrofluidika platvorm. Antimikroobne resistentsus (AMR) ja plastiku reostus on ülemaailmsed probleemid. Väike mikroplastik (sMP) (> 100µm) põhjustab looduses suuri probleeme ning neid leidub ka inimestes (platsentas, ajus, veres, luudes, jne). sMP imeb endasse erinevaid reostusaineid (näit antibiootikume) ja võimaldab biofilmi moodustumist, suurendades sellega AMR-i riski. Uudsete meetodite arendamine, mis võimaldab leida uusi biofilmi vastaseid aineid, on seega hädavajalik. Tilga mikrofluidika on selleks hea lahendus kuna võimaldab kiiret analüüsi korraga tuhandetes paralleelkatsetes e tilkades. Antud projekt kasutab loodussõbralikke tilga mikrofluidika tehnoloogiaid ja säästlikku 3D-printimist automaatseteks uuringuteks, arendades seega innovatiivseid tehnoloogiaid ülemaailmsete probleemide vastu.

Nõudlus andmesalvestuse täiustamise järele kasvab hüppeliselt digitaalse teabe enneolematu kasvu, energiapiirangute ja küberjulgeolekuprobleemide tõttu. Pakume skaleeritavat, tugevat ja kulutõhusat tehnoloogiat materjalide tootmiseks teadmistepõhise disaini kaudu. Kõrge entroopiaga MXenes, MXenes funktsionaliseeritud kaaliumnaatriumniobaat (KNN) keraamikat toodetakse juhitava energiatõhusa iselevi kõrgtemperatuurse sünteesi teel. Pakutakse välja mitmetasandiline kodeerimistehnika, mis kasutab erinevat diskretiseeritud signaali intensiivsust ja ajalisi tasemeid. Esimest korda pakume välja säästva, puhta ja kõrgtehnoloogilise lähenemisviisi HEMX-KNN-i tootmiseks optiliste andmesalvestuste, optiliste kommutaatorite ja võltsimisvastaste tehnoloogiate jaoks. Luminestsentsi integreerimine fotokroomsete omadustega on täiustatud lähenemisviis suure tihedusega, mitmetasandilise ja ümberkirjutatava andmete salvestamiseks. Pakume ratsionaalset teed alusuuringutest rakendusteni.

Merealuse infrastruktuuri kaitsmine ja merekeskkonna ohutuse tagamine Läänemeres on üha olulisem seoses veealuste kaablite kahjustuste, ankrutega seotud vahejuhtumite ja laevavrakkidest tingitud reostusohuga. Selles projektis arendatakse autonoomset akustilist jälgimisvõrgustikku ja sensoorikat, et parandada merejulgeolekut ja hõlbustada keskkonnaseiret. Hüdrofonidega varustatud sensorvõrk jälgib pidevalt veealuseid helisid, tuvastades ja klassifitseerides nii inimtekkelisi kui ka looduslikke heliallikaid. Monitoorimissensoorika võimaldab täpselt hinnata laevavrakkide seisukorda, sealhulgas kere terviklikkust, korrosiooni ja kütuse olemasolu, kasutades täiustatud signaalitöötlust. Masinõppepõhine signaalitöötlus võimaldab reaalajas riskihindamist, anomaaliate tuvastamist ja sujuvat andmeedastust pinnal asuvate süsteemidega. Oodatavateks tulemusteks on tõhusam ohutuvastus ja reostusseire ning autonoomsed otsustusprotsessid, tugevdades merekeskkonna kaitset ja merejulgeolekut Läänemeres.

Kalade turuväärtus on maailmas 150 miljardit eurot aastas. Lisaks rõhutab Euroopa veepoliitika raamdirektiivi ja elupaikade direktiivi rakendamine vajadust pikaajalise keskkonnaseire järele kogu Euroopa Liidus. Majanduslikult ja ökoloogiliselt olulised kalaliigid, nagu lõhe ja kriitiliselt ohustatud euroopa angerjas, esinevad mõlemad looduslikult Eestis ning nende elutsükkel nõuab rännet merekeskkonnast mageveekeskkonda. Praegused akadeemilised lahendused kalade seireks on liiga aeglased ja kallid ning tehisintellekti abil tehtavad kommertslahendused sõltuvad endiselt tuhandete videote käsitsi töötlemisest iga uuritava koha jaoks. Projekti „AquaID“ eesmärk on arendada elujõulisi süsteeme, mis suudavad automaatselt tuvastada ja loendada looduses elutsevaid kalu oluliselt suurema jõudlusega. See saavutatakse TalTechis, koostöös rahvusvaheliste akadeemiliste ja tööstuspartneritega, välja töötatud spetsiaalse riistvara ja veealuse tehisintellekti meetodite kasutamise abil.

Aju toimimine põhineb neuronite koostööl ja suhtlusel erinevate ajupiirkondade vahel. Elektroentsefalograafia (EEG) funktsionaalse seotuse (FS) analüüs panustab neuroteadusesse ja omab suurt potentsiaali uute biomarkerite arendamiseks, et objektiivselt hinnata ajuhäirete tunnuseid. Projektis pakutakse välja uudne lähenemine funktsionaalsete võrgustike uurimiseks, keskendudes EEG FS ja väikese maailma (VM) organiseerituse vastastikustele seostele. Projektis testitakse hüpoteesi, et FS ja VM vaheline suhe sõltub vaikeolekuvõrgustiku (DMN) aktiivsusest, sidudes seeläbi EEG aktiivsuse elektroodi tasemel neurofüsioloogiliste protsessidega. Projektis kasutatakse EEG allikataseme analüüsiks biofüüsikalist modelleerimist ning masinõpet, et tuvastada keerukaid mustreid ja seoseid FS ja VM mõõdikute vahel. FS ja VM vaheline seos võib viia uue biomarkeri väljatöötamiseni, mis oleks spetsiifilisem erinevate häirete eristamisel.

DigiBio projekt keskendub digitaliseerimisele, biomajandusele ja jätkusuutlikkusele – teadusvaldkondadele, mis on riiklikes, piirkondlikes ja ELi strateegiates ja poliitikates kõrge prioriteediga. Teise suure Euroopa keskusena selles valdkonnas seab Eesti Biosäästlikkuse Keskus (EKP) Eesti Euroopa teadus- ja arendustegevuses väga konkurentsitihedale positsioonile. DTU abiga loob EKP suure teadusuuringute, tehnoloogiaarenduse ja innovatsiooniplatvormi tipptasemel bioinsenerilahenduste loomiseks, mis keskenduvad säästvale biotootmisele bioloogia digitaliseerimise kaudu. See platvorm kiirendab bioinsenerilahenduste tõlkimist laborist turule, mitmekesistades Eesti kohalikku tööstust. DigiBio üldeesmärk on EKP uuendamise kaudu luua Eestisse kaasaegne bioloogia digitaliseerimise Euroopa tippkeskus.

Käesoleva multidistsiplinaarse uuringu lõppeesmärk on vähendada kardiovaskulaarset suremust Eestis läbi ravisoostumuse suurendamise ja patsiendi võimestamise, luues toetav isejuhtimise keskkond terviseplaani jälgimiseks ning aktiivseks raviprotsessis osalemiseks. Esmalt analüüsitakse Põhja-Eesti Regionaalhaigla patsientide LDL-kolesterooli väärtuseid, leidmaks aladiagnoositud ja alaravitud patsiendid. Uuritakse lipiidisisaldust vähendavaid ravimeid kasutavate patsientide ravisoostumust ning defineeritakse patsientide grupid, kes vajavad täiendavat tuge. Pilootprojekti raames töötatakse välja uudne patsiendi tugirakendus, mis koos personaalse toega aitab tõsta ravisoostumust. Rakenduse uudsus seisneb Eesti tervise infosüsteemi, retseptikeskuse ja haigla andmebaasi andmete ühendamises patsiendi enda poolt sisestatud andmetega ning võimaldades kahesuunalist kommunikatsiooni patsiendi ja meditsiinipersonali vahel. Uuringu viimases etapis viiakse läbi tugirakenduse projekti mõju-uuring.

Projekti eesmärk on välja selgitada kuidas epigeneetilised mehhanismid, eelkõige histoonivalkude keemilised modifikatsioonid, reguleerivad geenide avaldumist närvirakkude arengu ja diferentseerumise käigus. Me oleme hiljuti avastanud, et histoonide bivalentsus, s.t. vastandliku mõjuga keemiliste modifikatsioonide koosesinemine histoonidel, reguleerib väikeaju neuronite arengu jooksul geenide õigeaegset avaldumist. Väljapakutud töös uuritakse histoonide bivalentsuse mehhanismi ja funktsiooni täiskasvanud ajus, ning liikidevahelisi bivalentsuse erinevusi hiire ja inimese närvirakkude arengus. Samuti on töö eesmärk selgitada välja molekulaarsed mehhanismid mille kaudu põhjustavad närvisüsteemi arengu defekte mutatsioonid EZH1 geenis mis kodeerib bivalentsete modifikatsioonide tekkeks olulist ensüümi. Uurimisprojekt aitab mõista kromatiini rolli aju arengus ja toimimises, ning omab potentsiaali neuroloogiliste haiguste paremaks mõistmiseks ja raviks.

Projekti eesmärk on välja selgitada kuidas epigeneetilised mehhanismid, eelkõige histoonivalkude keemilised modifikatsioonid, reguleerivad geenide avaldumist närvirakkude arengu ja diferentseerumise käigus. Me oleme hiljuti avastanud, et histoonide bivalentsus, s.t. vastandliku mõjuga keemiliste modifikatsioonide koosesinemine histoonidel, reguleerib väikeaju neuronite arengu jooksul geenide õigeaegset avaldumist. Väljapakutud töös uuritakse histoonide bivalentsuse mehhanismi ja funktsiooni täiskasvanud ajus, ning liikidevahelisi bivalentsuse erinevusi hiire ja inimese närvirakkude arengus. Samuti on töö eesmärk selgitada välja molekulaarsed mehhanismid mille kaudu põhjustavad närvisüsteemi arengu defekte mutatsioonid EZH1 geenis mis kodeerib bivalentsete modifikatsioonide tekkeks olulist ensüümi. Uurimisprojekt aitab mõista kromatiini rolli aju arengus ja toimimises, ning omab potentsiaali neuroloogiliste haiguste paremaks mõistmiseks ja raviks.

Neuraalne plastilisus on närvisüsteemi võime muuta vastusena stiimulitele oma aktiivsust, korraldades ümber oma struktuuri, funktsioone või ühendusi, olles seeläbi mälu peamine rakuline alus. Aktiivsusega reguleeritud geenid mängivad neuraalse plastilisuse kujunemisel üliolulist rolli ja selle protsessi häired põhjustavad erinevaid närvisüsteemi haiguseid. Neurotrofiin BDNF on üks kõige paremini uuritud aktiivsusega reguleeritud geene ja selle polümorfismid on seotud inimese kognitiivsete häiretega. Meie tulemused paigutavad aktiivsusega reguleeritud geenide hulka ka aluselise heeliks-ling-heeliks transkriptsioonifaktori TCF4, mis on seotud erinevate psühhiaatriliste ja autismi spektri häiretega. Käesoleva projekti eesmärk on uurida intellektipuude ja autism spektri häirete geeniregulatsiooni, keskendudes haigustega seotud transkriptsioonifaktoritele TCF4, SATB2, FOXP1 ja neurotrofiinile BDNF, et leida uusi ravimsihtmärke.

Taristu koondab endasse keemilise sünteesi ning keemia- ja biotehnoloogia alase võimekuse Eestis. Selle põhiliseks eesmärgiks on uute jätkusuutlike ja keskkonnasõbralike sünteesimeetodite, nagu mehhanosüntees, voolukeemia, elektrokeemia, fotokeemia, organokatalüüs, väljatöötamine ja tehnologiseerimine. Uute keemiliste meetodite (ensüümide, ioonsete vedelike ja metall-orgaaniliste võrgustike kasutamine) loob uued võimalused keerukate looduslike ühendite ja nende derivaatide saamiseks. Uute meetodite ja materjalide jätkusuutlikkuse tagamiseks viiakse läbi nende ohutusuuringuid. Taristu ühine kasutamine algatab uusi interdistsiplinaarseid projekte ja loob eeldused innovatsiooniks ja koostööks teadusmahukate ettevõtetega.Taristu kasutamise kaasamine kõrghariduse kõigis astmetes, mikrokraadide programmides ja täiendõppes tagab järjepidevuse teaduse vallas ja kvalifitseeritud järelkasvu ettevõtluses.

Projekti eesmärk on edendada elektrilise jõuseadme digikaksiku tehnoloogiat (DT), mida kasutatakse tarkvara poolt juhitavate elektrisõidukite (SDEV-de) arenduses, käsitledes eeskätt DT rakendusi adaptiivsuse ja intelligentsuse tasandil. Projekt lähtub vajadusest pakkuda tõhusaid katsetamis- ja hindamismeetodeid elektriliste tõukejõuseadmete jaoks kooskõlas ELi puhtale energiale ülemineku eesmärkidega. Projektiga soovitakse kiirendada DT-tehnoloogia arengut, toetamaks SDV tehnoloogiat täiustatud modelleerimise, andmete kogumise, asjade interneti integreerimise ja süsteemi optimeerimise abil. Peamised väljakutsed hõlmavad elutsükli haldamist, andmete töötlemist ja reaalajas suhtlust füüsiliste ja virtuaalsete süsteemide vahel. Projekt hõlmab täiustatud modelleerimist, andmete kogumist, asjade interneti ja side infrastruktuuri, süsteemide integreerimist, optimeerimist ning tehnoloogia tutvustamist.

Puit on Eesti kõige olulisem biotoore, mille oskuslik väärindamine loob kõrge lisandväärtusega, süsinikku siduvaid lahendusi paljudel elualadel. Täna puudub Eesti ülikoolidel antud valdkonnas ühtne tegevuskava ja vastav taristu, mis suudaks koordineerida teadus-ja arendustööd (T&A) ning pakuks ettevõtetele kaskaadkasutuse printsiibil põhinevaid uusi tooteid kogu väärtusahela ulatuses. Loodav teadustaristu liidab 3 ülikooli, 8 instituudi 14 üksust. Taristuga loodav sünergia võimaldab viia läbi interdistsiplinaarset puidu väärindamise alast tipptasemel T&A tegevust. Jagatud taristu loob uued võimalused teadlaste järelkasvu koolitamiseks ning tugeva baasi rahvusvaheliseks koostööks. Taristu teenuste efektiivseks turundamiseks luuakse ühtne kontaktpunkt. Teadustaristu T&A katab nii primaarse kui ka sekundaarse puidu mehaanilise, keemilise, biokeemilise ja termokeemilise (MKBT) väärindamise luues eeldused ja tugistruktuuri Eesti puiduteaduse ja -tööstuse arenguks uuele tasemele.