Drie Wageningse toponderzoekers winnen ERC-beurzen voor baanbrekend onderzoek

Argonaut-eiwitten

John van der Oost: ARGO – De queeste van de Argonauten – van mythe naar realiteit

Alle bekende levensvormen, van bacteriën tot mensen, bevatten Argonaut-eiwitten. Net als de gelijknamige helden uit de Griekse mythologie spelen deze eiwitten ook in de biologie een belangrijke, controlerende en beschermende rol. Een paar van die Argonaut-eiwitten zijn de afgelopen jaren al in detail bestudeerd. Echter, er zijn recentelijk talrijke verschillende typen ontdekt. Met een team van vijf à zes mensen gaat John van der Oost in dit ARGO-project de biologische functie en biochemische mechanismen bestuderen van deze nieuwe varianten. Na deze karakterisering gaan zij proberen om de functionaliteit van een Argonaut-eiwit aan te passen door eiwit-domeinen met uiteenlopende functies te introduceren, en die vervolgens te verbeteren door zogenaamde laboratorium-evolutie.

Uiteindelijk zullen natuurlijke en synthetische Argonaut-varianten worden geselecteerd voor verschillende toepassingen, van biotechnologie tot gentherapie. Deze nieuwe enzymen zouden dus een alternatief kunnen vormen voor de bekende CRISPR-Cas enzymen. De ambitieuze ARGO-expeditie gaat binnenkort van start. De onderzoekers verwachten dat deze queeste, net als in de klassieke reis, zal leiden tot allerlei spannende avonturen en mooie ontdekkingen.​

Tropische bossen

Lourens Poorter: PANTROP - Biodiversiteit en herstel van bossen in tropische landschappen

Tropische bossen zijn wereldwijde hotspots van biodiversiteit, spelen een sleutelrol in de wereldwijde koolstof- en waterkringloop en leveren cruciale ecosysteemdiensten. Maar ze worden bedreigd door klimaatverandering, ontbossing en verlies van biodiversiteit, veelal door de mens veroorzaakt.

In zijn ERC-onderzoek focust Lourens Poorter en zijn team op bossen die na volledige kap voor landbouwdoeleinden als zogenaamde secundaire bossen zijn hergroeid. Ze bestrijken grote gebieden, hebben een groot potentieel om biodiversiteit en koolstof terug te winnen en vormen de basis voor herstel van ecosystemen. De belangrijkste uitdaging is om de veerkracht van bossen te begrijpen en te voorspellen: wanneer, en onder welke voorwaarden, zijn hergroeiende bossen in staat zich te herstellen met dezelfde kwaliteit en functioneren als oude bossen?

De studie richt zich op meer begrip van de veerkracht van tropische bossen bij door de mens veroorzaakte verstoringen. Het team analyseert daartoe de effecten van het continent en biogeografie, klimaat, landschap en biodiversiteit op de mate van herstel van bossen. De onderzoekers zullen gecontroleerde experimenten uitvoeren op drie continenten (in Amerika, Afrika en Australië), in klimatologisch droge en natte bostypen om zodoende de veerkracht op lange termijn te beoordelen door een ‘Neotropisch netwerk’ van 60 sites uit te breiden naar alle tropische gebieden. Het team zal ook de rol van het landschap bij het herstel van bossen analyseren met een natuurlijk experiment langs bosbedekkingsgradiënten. En ze proberen te begrijpen hoe verschillende typen van diversiteit van invloed zijn op de successie en het functioneren van ecosystemen.

De studie gaat in op belangrijke vragen in de ecologie en geeft inzicht in hoe door de mens veroorzaakte klimaatverandering, achteruitgang van het landschap en verlies van biodiversiteit de veerkracht en successie van bossen beïnvloeden. De inzichten kunnen worden toegepast om de menselijke impact op tropische bossen te verminderen, veerkrachtige en multifunctionele tropische landschappen te ontwerpen en effectieve bosherstelstrategieën te ontwerpen.

Plantenkompas

Dolf Weijers: DIRNDL - Directions in Development

Meercellige organismen hebben een voor- en achterkant, boven- en onderkant, een buitenkant en een binnenkant. Om normaal te ontwikkelen, moet elke cel in het lichaam weten waar elke zijde is, zodat de cel de manier waarop ze deelt, groeit en differentieert kan aanpassen. Dit is van cruciaal belang voor het handhaven van cellagen in menselijke organen en ongecontroleerde celdeling te voorkomen, maar het is even belangrijk voor het bepalen van de groei en ontwikkeling van planten. Op de een of andere manier moet de informatie over wat boven, onder, binnen of buiten is in het organisme worden vertaald naar oriëntatiepunten in elke cel - de zogenaamde celpolariteit - zodat de cel deze informatie kan gebruiken. Bij mensen, gist en dieren is relatief goed bekend hoe de celpolariteit wordt gegenereerd. In planten is dit proces echter een groot mysterie. Waarom er zo weinig bekend is over hoe in plantencellen celpolariteit wordt gegenereerd, ligt mogelijk aan het grote belang van dit proces al vroeg in de ontwikkeling van het embryo. Dan is het lastig te identificeren.

In een eerdere ERC Starting Grant heeft het team van Dolf Weijers belangrijke stappen gezet in de ontwikkeling van tools voor het bestuderen van het genereren van celpolariteit in het plantenembryo. Daarbij ontdekte het team onlangs componenten van een plantencelkompas, dat misschien wel deel uitmaakt van het mysterieuze celpolariteitssysteem. Wat heel intrigerend is, is dat componenten van dit plantenkompas veel lijken op een belangrijk onderdeel van het dierlijke en menselijke celkompas. In het ERC-project DIRNDL zullen Dolf Weijers en zijn team voortbouwen op hun expertise in de ontwikkeling van plantenembryo's en op de identificatie van het nieuwe plantenkompas. Zo identificeren zij op systematische wijze genen en eiwitten die het cellulaire kompas van de plant vormen dat cellen helpt in de juiste richting te delen.

ERC

De Europese Onderzoeksraad, opgericht door de Europese Unie in 2007, investeerde € 540 miljoen om baanbrekend onderzoek te stimuleren. 222 wetenschappers hebben de Advanced Grants van de European Research Council gewonnen uit meer dan tweeduizend onderzoeksvoorstellen.

De Europese financieringsorganisatie is bedoeld voor uitstekend grensverleggend onderzoek. Elk jaar selecteert en financiert zij de allerbeste, creatieve onderzoekers van elke nationaliteit en leeftijd om projecten uit te voeren die in Europa zijn gevestigd. Tot op heden heeft de ERC ongeveer 9.000 toponderzoekers in verschillende fasen van hun loopbaan gefinancierd, en meer dan 50.000 postdocs, PhD-studenten en andere personeelsleden die in hun onderzoeksteams werken.