Projektid

Gliiarakkude hulka kuuluvad astrotsüüdid on üheks peamiseks rakutüübiks kesknärvisüsteemis (KNS). Astrotsüütidel on oluline roll KNSi arengu ja homöostaasi tagamisel ning nende rakkude talitlushäired aitavad kaasa kõigi peamiste neuroloogiliste häirete tekkimisele. Hiljutised uuringud on näidanud, et neuronite aktiveerumise mõjul neist lähtuvad stiimulid avaldavad olulist mõju astrotsüütides toimuvale geeniekspressioonile. Neid muutusi reguleerivad mehhanismid astrotsüütides on aga veel suures osas teadmata. Käesolev projekt keskendub just selle küsimuse uurimisele. Me kasutame nüüdisaegseid funktsionaalgenoomika lähenemisviise, et analüüsida regulatoorelemente ja transkriptsioonifaktoreid astrotsüütides vastusena neuronite aktivatsioonile. Projekti tulemusel saadav ülevaade nendest mehhanismidest aitab aru saada stiimul-sõltuvast geeniekspressiooni regulatsioonist KNSis. See omakorda panustab mitmete neuropatoloogiate tekkemehhanismide mõistmisesse.

OsteoSense kasutab miniatuurseid biosensoreid, et jäädvustada inimese liikumist ja masinõpet, et hinnata inimese luu- ja lihaskonnale langevat koormust, andes tagasisidet ja ekspertide juhiseid otse nutitelefonis. Süsteemi testivad juhtivad eksperdid Eestis ja professionaalsed jalgpalli- ja võidusõidumeeskonnad Suurbritannias, pakkudes maailmatasemel lahendust inimese liikumise jäädvustamiseks ja luukoormuse aruandluseks nii siseruumides kui väliskeskkonna tingimustes.

Osakeste kiirendid on Euroopa teadusruumi peamine vara. Nende kasutamine ulatub fundamentaalteadusele pühendatud suurseadmetest paljude väiksemate kiirenditeni, mis võimaldavad röntgen- või neutronikiire kasutust eri teadusharudele. Lisaks teaduslaboritele kasvab kiirendite kasutamine kiiresti meditsiinis ja tööstuses. Hoolimata kõrgest küpsusastmest seisavad osakeste kiirendid silmitsi kriitiliste väljakutsetega, mis on seotud osakeste füüsika uurimise järgmises etapis kavandatud seadmete suuruse ja jõudluse kasvuga, rakenduslikele kiirenditele esitatavate suurenevate nõudmistega, ja ühiskonna spetsiifiliste vajadustega. Kiirendite arenduse praeguses faasis on I.FAST-i eesmärk edendada innovatsiooni kiirendipõhistes teadustaristutes, arendades uuenduslikke läbimurdetehnoloogiaid, mis on sobivad mitmetele kiirendiplavormidele, ja töötades välja tulevaste arengute strateegilised tegevuskavad. I.FAST keskendub kõrgtehnoloogilisele teadus- ja arendustegevusele, kiirendipõhiste teadusuuringute pikaajalisele jätkusuutlikkusele, eesmärgiga töötada välja toimivamad ja taskukohasemad tehnoloogiad ning vähendada kiirendite energiatarbimist, sillutades seeläbi teed jätkusuutlikele järgmise põlvkonna kiirenditele. Kaasates konsortsiumisse kuuluva 17 tööstusettevõtte kaudu (millest 12 on VKEd) tööstust kaasinnovatsioonipartneriks, loob ja hoiab I.FAST kiirendipõhiste teadusasutuste ümber innovatsiooni ökosüsteemi, mis toetab kiirendite tehnoloogia pikaajalist arengut Euroopa.Eesmärkide saavutamiseks uurib I.FAST uusi alternatiivseid kiirendikontseptsioone ja edendab võtmetehnoloogiate abil täiustatud prototüüpimist. Arenduste hulka kuuluvad muu hulgas sünkrotronvalgusallikate mõõtmete vähendamise lahendused, väiksema energiatarbimisega arenenud ülijuhttehnoloogiad, ning strateegiad ja tehnoloogiad kiirendite energiatõhususe parandamiseks.

Eesmärgiks on kaardistada inimeste fermenteeritud toitude tarbimisharjumused 34 Euroopa riigis.

Projekt tegeleb jätkusuutlike asümmeetrilise katalüüsi meetodite arendamise ja rakendamisega. Erinevaid katalüüsi meetodeid (organo-, metall- ja ensüümkatalüüsi) kasutatakse nii individuaalselt kui ka kombineeritult. Erilist tähelepanu pööratakse reaktsioonide efektiivsuse tõstmisele kasutades nii selektiivseid katalüsaatoreid, kaskaadreaktsioone kui ka "ühe-nõu" sünteese. Uudse meetodina uuritakse asümmeetrilisi halogeensideme doonorite poolt katalüüsitud reaktsioone. Leitud selektiivseid reaktsioone rakendatakse bioaktiivsete ühendite ja nende derivaatide sünteesil. Projekti tulemusena luuakse uued asümmeetrilised katalüütilised jätkusuutlikud meetodid molekulaarse keerukuse loomiseks. Juurdub rohelise keemia printsiipide kasutamine nii teaduses, doktorantide mõtteviisis ja uute doktorite kaudu Eesti keemiaettevõtluses.

Üleminek puhtale majandusele vajab uudseid tehnoloogiaid materjalide, kemikaalide ning vedelkütuste tootmiseks kestlikust toormest, millel on märkimisväärselt madalam süsiniku jalajäljeg. Biotehnoloogia ning rakuvabrikud annavad selleks ideaalse võimaluse, et kasvatada maailma majandust, kuid samal ajal vähendada inimtekkelise kliimamuutuste mõju. Tänu oma mitmekülgsusele, paindlikkusele ning seonduvate kulude kiirele langusele, mõjutavad praegu kiirelt arenevad tehnoloogiad sünteetilise bioloogias ning 3D-printimises varsti pea kõiki tööstusvaldkondi. Käesolevas projektis me kombineerimegi elusate materjalide 3D-printimise tehnoloogiad ning mitte-traditsiooniliste pärmide sünteetilise bioloogia lähenemise, et luua uudne, funktionaliseeritud elusate katalüsaatorite immobiliseerimise platvorm biorafineerimiseks, mis konverteerib odava kohaliku toorme (erinevad orgaanilised jäätmed) maksimaalse efektiivsusega väärtuslikemaks oleokemikaalideks.

Südamelihase rakkudes kandub energia mitokondritest eri paikadesse rakus, kus seda kasutatakse mehaanilise töö tegemiseks ja ioontasakaalu säilitamiseks. Tervetes rakkuses seavad erinevad rakusisesed struktuurid piiranguid molekulide difusioonile, kuid vastavalt mõnedele uuringutele kaovad need piirangud haiguse korral. Kui difusiooni piirangud ja osad kliinilised andmed osutavad kreatiinkinaasi (CK) olulisele rollile energia ülekandmisel rakus, siis mitmete CK funktsiooni kaotusega loom-mudelitest saadud andmed on vastukäivad. Selles projektis töötame välja ja rakendame kaasaegseid eksperimentaalseid ja matemaatilisi modelleerimise meetodeid, et iseloomustada südamelihase rakkude difusioonikeskkonda ja määrata CK roll terves südames. Lisaks, kasutades peatatud CK funktsiooniga transgeenseid hiiri ning uurides nende kohastumusi, loodame leida uusi ravi sihtmärke südamepuudulikkusega patsientidele, kellel on vähenenud CK talitlus.

Vask on oluline kofaktor enam kui kahekümnele rakulise energia tootmises, antioksüdatiivses kaitses ja oksüdatiivses metabolismis võtmetähtsust omavale ensüümile, kuid vabad vase ioonid on organismidele toksilised. Seetõttu on vase metabolism rangelt reguleeritud ja selle hälbed on seotud mitmete haigustega, milledest tuntumad on Wilsoni (WT) ja Alzheimeri (AT) tõbi. Käesolev projekt on suunatud vase metabolismi põhiprintsiipide väljaselgitamisele ja vahendite leidmisele selle regulatsiooniks. Eesmärkide saavutamiseks laiendame meie poolt varem rakusisese Cu(I) proteoomi uurimisel rakendatud süsteemi-bioloogilist lähenemist rakuvälise Cu(II) proteoomile, kasutades uut LC-ICP MS-põhist metoodikat. Eeldame, et oodatavad tulemused loovad sünergias varasemate andmetega kriitilise massi informatsiooni, mis on vajalik inimese vase metabolismi mõistmiseks ja seda mõjutavate ligandide selektsiooniks. Viimaseid testitakse rakulistes ja loommudelites kui võimalikke WT ja AT ravimikandidaate.

Erinevate rakutüüpide vaheline suhtlus munasarjas on munaraku küpsemise, ovulatsiooni ja kollaskeha funktsioonide aluseks. Häired rakkudevahelises kommunikatsioonis võivad olla polütsüstiliste munasarjade sündroomi (PCOS) või viljatusravis ebapiisava hormoonstimulatsiooni vastuse põhjustajaks. Käesolev projekt adresseerib rakkudevahelise suhtluse tähtsust inimese munasarjas interdistsiplinaarselt, ühendades teise ja kolmanda põlvkonna ning ühe raku RNA sekveneerimise meetodid (RNA-seq) ja süsteemibioloogilise analüüsi. Koostatakse munasarja granuloosrakkude populatsioone kirjeldav mRNA isovormide kaart, kirjeldatakse rakkude ja follikulaarvedeliku mikroRNA profiilid ning määratakse immuunrakkude osakaal ovulatsioonieelse folliikuli rakkudest. Saadud andmestike ühendamine võimaldab koostada rakkudevahelise suhtluse mudeli selgitamaks, millised signaalirajad on häiritud PCOS ja ebapiisava hormoonstimulatsiooni vastusega patsientide munasarjades.

Projekt uurib uusi sõltuvate tüüpidega tüübisüsteme, mis on sobilikud programmeerimiskeelte semantikate arendamiseks ja formaliseerimiseks tõestusassistentide abil. Eriline rõhk on keeltel, mis toetavad konkurentsust ja mittedetermiminismi, nt oleku-siirdesüsteemid ja protsessiarvutused. Populaarsed tüübiteoreetilised tõestusassistendid nagu Agda ja Coq ei sobi niisuguste keelte denotatsioonsemantika esitamiseks, kuna nende tüübisüsteemid ei ole piisavalt väljendusvõimsad. Me vastame sellele väljakutsele sel moel, et toome kaasaegsetesse tüübiteoreetilistesse raamistutesse nagu homotoopiline tüübiteooria sisse uue klassi koinduktiivseid tüüpe, mis esitavad saavutatavate funktorite terminaalseid koalgebraid. Denotatsioonsemantikas läheb protsesside mittedeteministliku ja interageeruva käitumise esitamiseks vaja tüüpe just sellest klassist. Loodavad väljendusvõimsamad tüübisüsteemid lubavad konkurentsuse ja mittedeterminismiga keelte formaalset semantikat adekvaatselt kodeerida.

Teledermatoskoopia on näidanud kõrget diagnostilist täpsust (tundlikkus üle 90,48% ja spetsiifilisus üle 92,57%) nahavähi varajaseks avastamiseks Eestis. Siiski ei ole kõiki selle varajaseks avastamiseks pakutavaid võimalusi seni täielikult kasutatud, mis on melanoomi kõrge suremuse üks põhjuseid. Eesmärk: Projekti eesmärk on hinnata teledermatoskoopiast alguse saanud patsiendi raviteekonna integreeritud käsitluse mõju melanoomi ravitulemustele, keskendudes kiiremale diagnoosi kinnitamisele ja ravile. Metoodika: Uuring hindab teledermatoskoopiaga alustatud patsienditeekonna sujuvust ja tõhusust, integreerides parandusi olemasolevate nõuete ja uuringu tulemuste põhjal. Peamine tulemusmõõdik on histoloogiliselt kinnitatud diagnoosi ja järgneva ravi kiirus. Tulemus-hüpotees: Hüpoteesiks on, et integreeritud teekond toob kaasa paremad melanoomi patsientide tulemused võrreldes varasemate uuringutega, tagades õigeaegse diagnoosi kinnitamise ja ravi."

Seoses COVID-19 pandeemia ning sellest tulenevate mõjudega ühiskonnale ja majandusele on märkimisväärselt suurenenud mure seoses võimalusega, et pahatahtlikud isikud võivad oma tulevastes plaanides naasta ohtlike ainete kasutamise juurde. Need mured on õigustatud Euroopas, kus CBRN Security Cycle mitmes aspektis on endiselt tehnoloogilisi lünki, eriti vähelenduvate keemiliste ründeainete (CWA-d) ja konkreetselt mittelenduvate bioloogiliste sõjaliste ainete (BWA-d) kiire avastamise, identifitseerimise ja seire seadmetes, peamiselt keerukates looduskeskkondades. Võrdlustehnoloogiad, sealhulgas IMS, GC-IMS ja Py-GC-IMS, suudavad võtta proovid ja identifitseerida kõige lenduvamad CWA-d sekunditega (IMS) või BWA-d mõne minutiga (Py-GC-IMS), isegi madalate ppbV kontsentratsioonide korral, kuid ei suuda tuvastada väga väikeseid doose vähelenduvaid toksilisi neljanda põlvkonna CWAsid (nt Novitšokid) ega eristada bioloogilisi fragmente kahjututest ainetest. Nende lünkade ületamiseks on vaja välja töötada uued väga selektiivsed ja tundlikud detektorid, mille tuvastuspiirid jäävad pptV vahemikku ja mis töötavad kõrgetel temperatuuridel (> 200 °C), et vältida vähelenduvate komponentide kondenseerumist, on kõrge 2D-lahutusvõimega ning töökindlad analüütilised meetodid. TeChBioT eesmärk on töötada välja universaalne tuvastustehnoloogia, mis põhineb kõrgtemperatuurilisel (HT) ioonmobiilsus-spektromeetrial (IMS) koos valikulise gaasikromatograafilise eellahutusega (GC) ja pürolüüsiga (Py), mis võimaldaks kiiresti detekteerida ja identifitseerida mittelenduvaid bioloogilisi ja vähelenduvaid keemilisi aineid. Uuenduslik tehnoloogia on kombineeritud tehisintellekti (AI) ja süvaõppe (DL) mudelitega, et vähendada 2D-spektriandmete mõõtmelisust ning võimaldada eristada baktereid, seeni, viirusi, vähelenduvaid keemilisi ründeaineid ja toksilisi tööstuslikke ühendeid pptV kontsentratsioonidel, mis põhinevad nende ainulaadsel sõrmejäljel keerulises keskkonnas.