Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "EvoSym: (ERA-Net Complexity-Net) Oorsprong en evolutie van biologische symbool systemen. (Emergence and Evolution of Biological Symbol Systems)." "Luc Steels" "Artificiele Intelligentie, Informatica en Toegepaste Informatica" "EvoSym is a collaborative European research project supported under the Complexity-NET 2009 pilot funding call, Interdisciplinary Challenges for Complexity Science. Complexity-NET is the European Network for the Coordination of Complexity Research and Training Activities. The project applies methods and techniques of complexity science to understand the emergence and evolution of biological ""symbol systems"" (also called ""biosemiotic systems""), such as genetic coding (DNA-protein), RNA editing, cell signalling, etc. It also investigates potential technological applications in distributed agent-based software and robotics. It aims two anser two key questions: (1) How do complex representational and communicative coding systems emerge, self-organise and evolve, from micro to macro levels, in the natural biosphere? and (2) How can this biological understanding be applied to the artificial evolution of complex coding systems in computational and/or robotic systems? The project is further structured into three major work packages: WP1 builds on previous work in modelling prebiotic molecular evolution in spatially extended individual-based systems. It specifically considers whether or how ""RNA coding"" could evolve in such an environment (Lead partner: Bioinformatics Group, Universiteit Utrecht). WP2 is a complementary investigation of the origin and evolution of evolvable coding and translation in purely computational systems - specifically ""coreworlds"" (e.g., tierra , nanopond etc.) and ""artificial chemistries"", which can model evolving software agents in networked computer systems (Lead partner: Artificial Life Lab, Rince Institute.) WP3 bridges between the other two workpackages, to apply principles of language evolution in collective robotic systems to the emergence of complex (i.e., compositional and grammatical) languages in models of chemical communication among biological cells. (Lead partner: Artificial Intelligence Laboratory, Vrije Universiteit Brussel.)" "Een grip op evolutie: testen van hypotheses rond adaptieve evolutie van grijpsystemen bij dieren" "Grijpstructuren zijn meerdere keren onafhankelijk ontstaan binnen gewervelde dieren. Grijpstaarten is daar één van, terug te vinden bij vissen, reptielen en zoogdieren. Met dit project wordt onderzocht in welke mate het spier-skeletsysteem bij verschillende groepen vertebraten met een grijpstaart is aangepast aan deze functie, door biomechanische analyses uit te voeren en modellen te testen via 3D printing. Hierbij wordt ook gekeken naar toepassingen in de industrie of biomedische wereld." "Planets: Tracing the Transfer, Origin, Preservation, and Evolution of their ReservoirS (PLANET TOPERS)" "Veronique Dehant, Philippe Claeys" "German Aerospace Center, University of Liege, Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Royal Observatory of Belgium, Université libre de Bruxelles, Ghent University, Wetenschappen van het Systeem Aarde, Geologie, Analytisch- Milieu- & Geo-Chemie, Scheikunde" "De aarde steekt duidelijk af tussen de rotsachtige planeten van het innerlijke zonnestelsel. Het herbergt het leven, heeft wateroceanen, vulkanische activiteit draagt ​​bij aan de atmosfeer en plaattektoniek regenereert voortdurend het oppervlak. De biosfeer is afgeschermd van straling en een zelfonderhoudend magnetisch veld beschermt de atmosfeer tegen erosie. Er bestaan ​​dus verbindingen tussen de aanwezigheid van het leven en de geofysische kenmerken van de gastheerplaneet. Andere lichamen zoals Mars, Venus en enkele grote satellieten zoals Europa delen sommige maar niet alle geofysische eigenschappen van de aarde, en het leven lijkt daar afwezig of in ieder geval niet zo overvloedig als op de aarde. De oorsprong, evolutie en verspreiding van het leven in het universum vormen cruciale vragen in het hart van de opkomende discipline van de astrobiologie. Omdat Mars de ideale gelegenheid biedt om buitenaards leven te vinden, hebben ruimtevaartorganisaties het zoeken naar leven op Mars als een belangrijke prioriteit gedefinieerd. Deze zoekopdracht kan echter negatieve resultaten opleveren (zoals in het geval van de Viking-missie), zelfs als het leven van Mars nu bestaat of in het verleden heeft plaatsgevonden. Om deze reden moet de zoektocht naar het leven gepaard gaan met onderzoek om het potentieel van een planeet te bepalen om het leven te ondersteunen en te ondersteunen, d.w.z. de bewoonbaarheid ervan. Onderzoek naar de geologie en geofysica van Mars om de bewoonbaarheid ervan vast te stellen vormt een tweede belangrijk doel van de Mars-missies uitgevoerd door NASA met de Mars Exploration Rovers (MERs) (Squyres et al., 2004a, b) en ESA met zijn ExoMars-missie (Vago et al., 2006). De zoektocht naar het leven en mogelijk bewoonbare omstandigheden op Mars en andere planeten heeft grote implicaties voor het begrijpen van de bewoonbaarheid van de aarde, vooral in de vroege fasen. De voorgestelde Interuniversitaire Attractiepool (IAP) Planet TOPERS stelt voor belangrijke bijdragen te leveren aan dit veld en daarmee het planetaire onderzoek in België op de voorgrond te plaatsen." "Biologie herontwerpen: Het veranderen van de substraatvereisten van DNA polymerases door middel van Directed Evolution" "Vitor Bernardes Pinheiro" "Medicinale Chemie (Rega Instituut)" "Alle polymerases maken gebruik van nucleotide trifosfaten als subtraten, waarbij ze de nucleobase, suiker en α-fosfaat op een aanlengende keten inbouwen en zich van het pyrofosfaat gedeelte (β en γ fostaten) ontdoen. In deze context is de pyrofosfaat de natuurlijke leaving group, die het nucleotide monofosfaat activeert en de reactie faciliteert, maar geen deel uit maakt van het eindproduct zelf. Andere leaving group zijn chemisch gezien mogelijk (zoals fosforamidaten, gebruikt in de synthese van oligonucleotiden) en over het algemeen makkelijker te synthetiseren dan trifosfaten. Daarover tegenstaande hebben DNA polymerases een zeer strikte substraatvereisten en nemen nucleosiden met een alternatieve leaving group (ALG) moeilijk aan. In de context van het vestigen van een XNA episoom, waar XNA polymerases feitelijk de activiteit van DNA polymerases behouden en waarbij de incorporatie van XNA trifosfaten door DNA polymerases significant is, zijn veranderingen aan het trifosfaat gedeelte een mogelijke strategie voor een bevorderdelijke orthogonaliteit. Ontworpen leaving groupen dat efficient gebruikt worden door (en enkel door) ontworpen polymerases, voegen een laagje toe tussen het artificiële en het natuurlijke, dat wellicht de sleutel kan zijn tot het volbrengen van de ontwikkeling van een XNA episoom. Meerdere fosforamidaat-gebaseerde ALG's zijn ontwikkeld en getest geweest voor de incorporatie, waarbij aanzienlijke chemische en structurele diversiteit wordt verkend. Van dezen werd taurine-dNMP gekozen als een veelbelovende kandidaat die, samen met ontworpen polymerases, een zekere basale activiteit vertoont en legt een mogelijke band vast met het zwavelmetabolisme van een cel. Het doel van het project is om thermofiel (gebaseerd op het Thermococcus kodakariensis DNA polymerase) en mesofiel (gebaseerd op de bacteriofaag Phi29, T7 of Methanosarcina) DNA polymerasen te isoleren die efficient DNA synthetiseren met het nieuwe subtraat. Verdergaande op verleden resultaten, gegenereerd van een kleine set van Thermococcus gorgonarius DNA polymerase mutanten, zal het project initiëel een vergelijkbare set genereren en deze toetsen op de DNA polymerasen gekozen voor het project. Dit zal ons toelaten de beste kandidaat te kiezen voor het beginpunt van evolutie. Directed Evolution kan geprojecteerd worden op een cyclus van 'ontwerpen, bouwen, toetsen en leren', en het project zal de kans hebben om elk van deze facetten op meerdere manieren te benaderen. Het project zal verscheidene bio-informatische tools gebruiken, alsook structuur-gebaseerde algoritmes voor library design. Libraries zullen samengesteld worden door middel van Darwin assembly en de selectie zal gebeuren door reeds gevestigde methodologiën (CST, CSR of bacterial cell display - afhangende van de basale activiteit van de verkregen libraries). De analyse zal gebeuren d.m.v een combinatie van screening en next-generation sequencing. Enzymen met een verbeterde taurine-dNMP aanname zullen verder in kaart gebracht worden. Een tweede aspect van het project zal focussen op een theoretische analyse van Directed Evolution met een zicht op het in stand brengen van een stelling voor de beoordeling van libraries, de vergelijking van selectiemethodologiën en analyse van de geselecteerde uitkomst." "Verbreden van de donor specificiteit van sucrose fosforylase via directed evolution" "Wim Soetaert" "Vakgroep Biochemische en Microbiële Technologie" "Glycosylering kan de biologische en fysicochemische eigenschappen van een verbinding sterk beïnvloeden. Het doel van dit project is het ontwikkelen van een enzymatische glycosyleringstechnologie gebaseerd op de synthetische capaciteit van disaccharide fosforylasen. Deze enzymen zullen worden geoptimaliseerd door middel van directed evolution, zodat ze ook vreemde acceptoren zoals geneesmiddelen en smaakstoffen als acceptoren kunnen binden in het katalytisch centrum." "Verbreden van de donor specificiteit van sucrose fosforylase via directed evolution" "Vakgroep Biochemische en Microbiële Technologie" "Het glycosyleren van een verbinding is een zeer efficiënte manier om zijn fysicochemische en biologische eigenschappen te moduleren. Dit project heeft als doel de donor specificiteit van sucrose fosforylase te verbreden via directed evolution, zodat het in staat is niet alleen glucose maar ook andere monosacchariden te transfereren naar belangrijke acceptoren zoals geneesmiddelen en smaakstoffen." "Onderzoek in het kader van het Antwerp Primate Ethology & Evolution Lab." "Marcel Eens" "Gedragsecologie & Ecofysiologie" "Deze fondsen maken de coördinatie van de verschillende onderzoeksprojecten van ""the Antwerp Primate Ethology & Evolution Lab"" mogelijk binnen de Onderzoeksgroep Gedragsecologie & Ecofysiologie (Universiteit Antwerpen)" "Genetic links between development and evolution of the human cerebral cortex" "Pierre Vanderhaeghen" "Vanderhaeghen Lab" "Understanding the molecular and cellular mechanisms underlying the development and evolution of the cerebral cortex, from stem cells to neuronal circuits, from mouse to man, in health and disease." "De rol van de architectuur van gedrag in de evolution van sociale heuristieken bij de mens" "Tom Wenseleers" "Ecologie, Evolutie en Biodiversiteitsbehoud" "In dit project zal ik evolutionaire simulatiemodellen ontwikkelen om te bestuderen hoe evolutie kan leiden tot sociale heuristiek." "ESSENCE: Evolution of Shared Semantics in Computational Environments." "Luc Steels" "Artificiele Intelligentie, Informatica en Toegepaste Informatica" "In het dagelijks leven vertonen mensen sterke vaardigheden in het oplossen van communicatieproblemen door opnieuw te onderhandelen over wat zij bedoelen. Moderne computationele systemen missen echter in dit opzicht onvoldoende veerkracht en robuustheid. Wanneer verschillende componenten met verschillende vocabulaires en betekenismodellen in gedistribueerde, open omgevingen werken, moeten ze vertrouwen op de capaciteiten van hun menselijke ontwerpers om problemen van miscommunicatie op te lossen. Het doel van het ESSENCE-netwerk is om deze vaardigheden van natuurlijke communicatiesystemen te vertalen naar computationele systemen om hun veerkracht en robuustheid te verbeteren, en zo ook deze systemen begrijpelijker te maken voor menselijke gebruikers."