ERC-beurzen voor twee toponderzoekers

Dr. Jan-Willem Veening en dr. Ryan Chiechi van de Rijksuniversiteit Groningen zijn er in geslaagd om een ERC Starting Grant van de European Research Council te verwerven. De beurzen bedragen 1,5 miljoen euro. Met een ERC-grant kunnen jonge, talentvolle wetenschappers een eigen team oprichten om hun onderzoeksrichting verder te ontwikkelen.

Onderzoeksvoorstel dr. Jan-Willem Veening (Moleculaire Genetica):

Ruis in genenexpressie als een beslissende factor voor virulentie van Streptococcus pneumoniae (pneumokokken)

Hoewel ze in dezelfde omgeving opgroeien en genetisch identiek zijn, zijn niet alle bacteriën in een populatie gelijk aan elkaar. Stochastische variatie in genenexpressie, men spreekt ook wel van ‘ruis’, is daar de oorzaak van. De biochemische weg van gen naar eiwit zit vol met fluctuaties. De variatie die daardoor in de bacteriecultuur optreedt, kan de mate versterken waarin een bacterie ziekteverwekkend is. Ziekteverwekkende bacteriën gebruiken de variatie om het immuunsysteem van hun gastheer te ontduiken, om weerstand te bieden aan antibiotica of om bij de gastheer binnen te dringen.

In zijn ERC-project wil Jan-Willem Veening onderzoeken welke rol de variatie in genenexpressie speelt in de mate waarin de bacterie Streptococcus pneumoniae (pneumokok) ziekteverwekkend is. S. pneumoniae is de belangrijkste veroorzaker van bacteriële longontsteking, meningitis (hersenvliesontsteking), oorontsteking en sepsis (bloedvergiftiging). Over de hele wereld sterven jaarlijks bijna één miljoen kinderen aan deze ziekten. De bacteriën zijn vaak al in ons lichaam aanwezig, maar kunnen onder bepaalde omstandigheden virulent (schadelijk) worden. De moleculaire mechanismen die daar aan ten grondslag liggen zijn nog slecht begrepen. Met behulp van synthetische en systeembiologische methoden zullen de moleculaire systemen die zorgen voor variatie worden vastgesteld en zal worden getest hoe belangrijk ze zijn voor de genenexpressie-ruis.

Begrip van deze moleculaire systemen geeft niet alleen nieuw fundamenteel inzicht in de genenexpressie, maar zal ook resulteren in de identificatie van nieuwe aangrijpingspunten voor de bestrijding van de bacteriële uitbraken.

Onderzoeksvoorstel dr. Ryan Chiechi (Chemie van (Bio)organische Materialen en Devices):

Beïnvloeden van tunneling ladingstransport met organische synthese

Doel van het project is om schakelingen in kunststof-elektronica met behulp van eenvoudige methoden te fabriceren, of, anders gezegd, om de kloof tussen natuurkunde en scheikunde in de moleculaire elektronica te overbruggen. ‘Spin-coating’ en ‘vapor deposition’ hebben er voor gezorgd dat het meten van bulk elektrische transport in geconjugeerde polymeren (plastics die elektriciteit kunnen geleiden) een betrekkelijk eenvoudige onderneming is geworden. Metingen aan tunneling ladingstransport in individuele moleculen hebben dat niveau van eenvoud nog niet bereikt. Er is een overmaat aan geavanceerde spectroscopische instrumenten voor handen om eigenschappen van moleculen in ‘tunneling junctions’ (verbindingen waarin het elektron door een potentiaaldrempel heen gaat) te onderzoeken, maar er heerst nog gebrek aan eenvoudige, gemakkelijk beschikbare instrumenten waarmee men met snelle screening en karakterisering potentieel geschikte moleculen met interessante functionaliteit kan opsporen.

Chiechi en zijn collega’s ontwikkelen daar nu twee instrumenten voor. Bij één daarvan wordt gebruik gemaakt van een eutectisch Gallium-Indium legering als conforme top-contact, de andere wordt ‘SAM-templated addressable nanogaps’ genoemd. Beide technieken worden gebruik om tunneling junctions van onderaf op te bouwen; via zelf-assemblage zijn de moleculen zelf daarbij bepalend voor de kleinste afmetingen van de verbinding.

Chiechi hoopt dat chemici met deze methoden gemakkelijk de eigenschappen van moleculen in tunneling junctions kunnen onderzoeken, even gemakkelijk als ze nu een routinebepaling met NMR uitvoeren. Deze toegankelijkheid biedt chemici de mogelijkheid om rechtstreeks fysisch-organisch onderzoek uit te voeren aan grote series moleculen, waarbij men snel interessante moleculen kan identificeren en nieuwe eigenschappen onderzoeken. Dit zal het beïnvloeden van tunneling ladingstransport via organische synthese mogelijk maken.