ERC Consolidator Grants voor zeven Utrechtse onderzoekers

Algoritmes voor complexe zoekproblemen in de informatica

Het onderzoek van Jesper Nederlof richt zich op algoritmes en computationele complexiteit, met name op de vraag hoe snel bepaalde problemen exact kunnen worden opgelost. In zijn project COALESCE ontwikkelt hij een theoretisch kader om efficiëntere algoritmes te ontwerpen voor complexe zoekproblemen. Het centrale concept hierbij is het "Divide & Conquer"-paradigma, waarbij problemen worden opgedeeld in kleinere onderdelen. Hoewel deze aanpak essentieel is in de informatica, ontbreekt er nog een overkoepelende theorie die het potentieel ervan goed benut.

Door technieken uit de combinatorische en algebraïsche complexiteit te combineren, hoopt Nederlof antwoorden te vinden op lang bestaande vragen, zoals die rondom het Travelling Salesperson Problem. Dit klassieke probleem in de informatica gaat over het vinden van de kortste route langs een aantal steden, waarbij elke stad precies één keer wordt bezocht en de reis weer eindigt in de beginstad. Algoritmes kunnen dit vraagstuk oplossen in snelheid van 2n (waarbij n het aantal steden is), maar het is niet bekend of dit een fundamentele barrière is of dat snellere oplossingen mogelijk zijn. De ERC Consolidator Grant helpt Nederlof om dit soort problemen samen met zijn team onder de loep te nemen en bij te dragen aan het ontwerpen van snellere algoritmes die verder reiken dan de huidige grenzen.

Interface-mediated fast ionic conductivity in nanocomposite solid-state electrolytes

Universitair hoofddocent Peter Ngene van het Debye Instituut voor Nanomaterialen Wetenschap wil ontrafelen waarom de geleidbaarheid van bepaalde vaste stoffen duizend keer groter of kleiner wordt op het grensvlak met andere vaste stoffen. Het vermogen van vaste stoffen om ionen te geleiden vormt de basis van elektrochemische toepassingen, zoals batterijen, brandstofcellen, elektrolysers en sensoren. De geleiding van de meeste vaste stoffen is hiervoor echter te traag. Daarom zoeken wetenschappers naar strategieën om het transport van ionen binnen deze vaste stoffen te versnellen.

Door de fundamentele mechanismen bloot te leggen achter de grote veranderingen in geleiding, wil Ngene de weg vrijmaken voor nieuwe materialen met superieure geleidbaarheid. Dit zou een revolutie teweeg kunnen brengen in de ontwikkeling van geavanceerde elektrochemische apparaten voor de omzetting en opslag van energie. Op die manier draagt dit onderzoek bij aan de wereldwijde inspanningen op het gebied van duurzaamheid.

Spatial and temporal regulation of cell competition

In de weefsels van ons lichaam strijden cellen continu met elkaar om overleving en groei. Op deze manier proberen ook tumorcellen de overhand te krijgen, ten koste van gezonde cellen. Dr. Saskia Suijkerbuijk ontvangt een ERC Consolidator Grant voor haar project waarmee ze deze strijd fundamenteel wil begrijpen. In eerste instantie richt haar team zich op darmkanker, waarbij ze onderzoekt hoe tumorcellen de gezonde cellen verdringen en signalen uit hun omgeving benutten om te groeien. “Weefsel is opgebouwd uit veel cellen die met elkaar strijden om overleving. Achterhalen hoe die concurrentie werkt, is cruciaal om beter inzicht te krijgen in kanker,” zegt Suijkerbuijk.

Om de bestuderen hoe weefsels op elkaar inwerken, gebruikt haar team zogeheten organoïden. Dat zijn microscopische kleine versies van organen, gekweekt in het laboratorium. Door tumorcellen en gezonde cellen samen te brengen in organoïden, onderzoekt ze hoe de cellen elkaar beïnvloeden. Specifiek kijkt ze naar hoe tumorcellen signalen uit hun omgeving benutten om te groeien en hun gezonde buren te verzwakken. Dit levert cruciale inzichten op in hoe tumoren niet alleen hun omgeving manipuleren, maar ook op nieuwe locaties overleven en groeien.

Suijkerbuijk werkt voor dit project samen academische labs binnen en buiten de Universiteit Utrecht. “Met deze toekenning kunnen we samen grote stappen zetten in het begrijpen van hoe tumoren de concurrentiestrijd aangaan met hun gezonde omgeving,” aldus de onderzoeker. Uiteindelijk hoopt ze dat dit fundamentele onderzoek de basis kan leggen voor toekomstige doorbraken in kankeronderzoek.

RESET: mega-thRust Earthquake SystEm Theory

Ylona van Dinther staat wereldwijd bekend als een vooraanstaand aardbevingenonderzoeker. Meer dan een derde van de wereldbevolking leeft in gebieden met een aanzienlijk aardbevingsrisico. Voor een betrouwbare inschatting van die risico’s werkt Van Dinther aan een integraal systeem om toekomstige aardbevingslocaties te kunnen bepalen.

Voor zo’n model is enorm veel rekenkracht nodig. Daarom wil ze gebruik gaan maken van de nieuwste ontwikkelingen in de informatietechnologie. Uiteindelijk integreert haar onderzoeksprogramma RESET nieuwe metingen en de natuurkunde van de plaattektoniek, gebruikmakend van o.a. weersvoorspellingstechnieken. Dat moet niet alleen toekomstige aardbevingslocaties en -groottes in kaart brengen, maar ook recente verschijnselen met nieuwe processen verklaren. Hierdoor is het in de toekomst wellicht toch mogelijk om meer te zeggen over het moment waarop aardbevingen plaats gaan vinden.

GeoTrAnsQData: Transforming Geographic Data to Answer Questions

Dit project ontwikkelt transformatieve GeoQA (Geographic Question-Answering). Dit is een manier om het maken van kaarten op maat te automatiseren om het analytische potentieel van verschillende geodata-bronnen te benutten. In tegenstelling tot huidige QA-systemen die opgeslagen antwoorden ophalen, maakt transformatieve GeoQA gebruik van conceptuele transformatiegrafieken om de workflows te modelleren die nodig zijn om antwoordkaarten te analyseren en te genereren, waardoor transparantie en reproduceerbaarheid worden gegarandeerd. Deze aanpak maakt geavanceerde GIS-vaardigheden overbodig en maakt analytische gegevensbronnen toegankelijk voor niet-deskundigen.

Naast het bevorderen van GeoAI, draagt dit project bij aan de geografische informatietheorie door te formaliseren hoe geodata kunnen worden gekwantificeerd, getransformeerd en geanalyseerd voor verschillende doeleinden. Het project combineert conceptuele modellering en kennisgrafieken met geavanceerde AI om onze analytische vaardigheden uit te breiden en om verklaarbare, valide GeoAI-systemen te bouwen.

ERC Consolidator Grant bij het UMC Utrecht en Prinses Maxima Centrum

• UMC Utrecht: Aniek Janssen, Heterochromatin repair: mechanisms and roles across scales
• Prinses Maxima Centrum: Jarno Drost, Deciphering non-genetic determinants and targetability of cancer cell plasticity

Bron: Universiteit Utrecht

Recent nieuws

Recent nieuws

Meer nieuws

Ontwikkeling van donorhartklep die met het lichaam meegroeit

Uitbreiding wereldwijde studie baby’s met leukemie

Nieuwe recycletechnieken moeten kleurstoffen een tweede leven geven