Ansøg om midler

Stor bevilling til at afkode livets “tredje sprog”

Lektor Hiren Joshi fra Københavns Universitet har modtaget 10 mio. kr. af Novo Nordisk Fonden til at lave en kortlægning af kroppens cellulære regulering og produktion af hundredvis af forskellige sukkermolekyler. Bevillingen er en af otte nye bevillinger i Novo Nordisk Fondens Data Science Investigator-program.

Koden til livet er ikke blot skrevet i vores gener og proteiner.

Der findes også et ”livets tredje sprog”, og det er de hundredvis af forskellige sukkermolekyler, som spiller en rolle i alt fra kommunikation mellem celler til funktionen af specialiserede proteiner. Sukkermolekylerne er som sådan fintuningen af levende cellers, men i modsætning til gener og proteiner har forskere endnu ikke den samme grundvidenskabelige forståelse af hele dette indviklede system, hvor komplekse sukkermolekyler bliver produceret og reguleret.

Lektor Hiren Joshi fra Copenhagen Center for Glycomics ved Københavns Universitet har derfor modtaget 10 mio. kr. af Novo Nordisk Fonden gennem fondens Data Science Investigator Programme til at udvikle et værktøj (GolgiNet), der gør det muligt for forskere inden for en lang række biologiske felter at forstå den rolle, som komplekse sukkermolekyler spiller i den levende celle.

GolgiNet projektet vil bygge en computermodel over de måder, hvorpå celler producerer sukkermolekyler, og hvordan produktionen er organiseret i cellerne.

»Vores ambition er at bygge et atlas over de roller, som sukkermolekyler spiller i kroppen, og hvordan de bliver reguleret i forskellige celletyper og i forbindelse med for eksempel sygdom. Det er ikke blevet gjort før, og vi vil lægge fundamentet for at løse en masse videnskabelige problemstillinger, hvor komplekse sukkermolekyler har en rolle,« forklarer Hiren Joshi.

Sukkermolekyler spiller mange roller i en celle
Hiren Joshi arbejder inden for det felt, som hedder glycomics, altså studier af funktionen og reguleringen af alle komplekse kulhydrater, herunder sukkermolekyler.

Feltet er i stor grad uudforsket, og forskere har i dag ikke det store overblik over, hvordan symfonien af de hundredvis af sukkermolekyler, der er nødvendige for liv, bliver orkestreret.

Nogle sukkermolekyler giver proteiner deres funktionalitet, andre sidder i celleoverflader og sørger for kommunikation mellem celler, mens nogle helt tredje agerer håndtag, som virus kan gribe fat i. Nogle komplekse sukkermolekyler hjælper immunforsvaret, mens andre er nødvendige for funktionen af specifikke organer.

Selvom forskere ved en hel del om de enkelte komplekse sukkermolekyler, og hvordan forskellige enzymer er med til at lave sukkermolekylerne, ved de endnu ikke, hvordan de individuelle celler regulerer enzymerne til at lave netop de sukkermolekyler, som cellen skal bruge på givne tidspunkter for at forblive sund, rask og funktionel.

Værktøj skal være tilgængeligt for forskning
I forskningsarbejdet skal Hiren Joshi i samarbejde med sine kollegaer udvikle en fundamental model for reguleringen af glykolysering, altså produktionen af sukkermolekyler, i forskellige celletyper.

Forskerne vil til formålet benytte kunstig intelligens til at analysere store datasæt fra forskningen for at ekstrahere information om sukkermolekyler. De store mængder data er nødvendige for at finde mønstre og signaturer for reguleringen af glykolysering i individuelle celler. Modellen skal ikke bare indeholde information om de komplekse sukkermolekyler, men også hvordan generne og proteinerne spiller sammen for at styre glykolysering.

I datadelen af forskningsprojektet vil forskerne benytte graf-baseret ”machine learning” for at bygge modellen, og med modellen i hånden vil de tage skridtet videre i forståelsen af glykobiologi.

»Det vil transformere vores muligheder for at forstå livets tredje sprog og kan benyttes til bedre at afkode cellulær signalering med sukkermolekyler, og hvordan den signalering bliver afbrudt ved sygdomme, for eksempel når sukkermolekylerne bliver kortere ved udvikling af kræft. Det vil gøre det muligt mere målrettet at ramme syge celler med medicin eller lave interventioner for at forhindre sygdomsprogression,« siger Hiren Joshi.

Han uddyber, at bevillingen fra Novo Nordisk Fonden gør det muligt at favne bredt i forskningsprojektet og være ambitiøs.

»Det gør det muligt for at bygge vores platform hurtigere og udvide mulighederne for, hvad det skal indeholde, og hvad det skal kunne gøre,« Siger Hiren Joshi.

Bevillinger til otte forskere
Bevillingen til Hiren Joshi er en af otte nye bevillinger, som Novo Nordisk Fonden netop har uddelt fra fondens Data Science Investigator Programme. I alt er der uddelt godt 73 mio. kr.

Bevillingerne er delt op i kategorierne Emerging Investigator, Ascending Investigator og Distinguished Investigator, der er målrettet forskningsledere på forskellige karrieretrin for at understøtte attraktive karriereveje til de dygtigste specialister inden for datavidenskab.

De otte Data Science Investigator-bevillingsmodtagere i 2022

Emerging investigator:

  • Adjunkt Tibor Varga fra Københavns Universitet til projektet ALFADIAB – Algorithmic Fairness in Diabetes Prediction – 10.000.000 kr.
  • Seniorforsker Adam Hulman fra Aarhus Universitetshospital til projektet Integration of longitudinal multimodal data in clinical risk prediction using deep learning – 9.072.076 kr.

Ascending investigator:

  • Lektor Fernando Racimo fra Københavns Universitet til projektet A simulation and inference toolbox for spatio-temporal genome evolution – 8.276.123 kr.
  • Lektor Mikkel Schmidt fra Danmarks Tekniske Universitet til projektet Bayesian neural networks for molecular discovery – 9.698.184 kr.
  • Lektor Sisse Njor fra Randers Regionssygehus og Aarhus Universitet til projektet DEVELOP: Using data science to estimate overdiagnosis and mortality reduction in cancer screening programs – 8.889.233 kr.
  • Lektor Erin Gabriel Fra Københavns Universitet til projektet Optimizing medical decision making: advancing and refining estimation and evaluation of personalized treatment rules – 7.618.938 kr.
  • Lektor Hiren Joshi fra Københavns Universitet til projektet GolgiNet: Data science to take glycomics in silico and beyond – 10.000.000 kr.

Distinguished investigator:

  • Professor Lars Kai Hansen fra Danmarks Tekniske Universitet til projektet Cognitive spaces – Next generation explainability – 9.891.028 kr.

Læs mere om alle otte projekter her.

Det er tredje gang, at Novo Nordisk Fonden uddeler bevillinger gennem Data Science Investigator Programme, der er en del af fondens Data Science Initiative.

Initiativet blev lanceret i 2019 og har til formål at opbygge kapacitet inden for datavidenskab, herunder at understøtte at der bliver udbudt ambitiøse forskningsprogrammer og ny national infrastruktur, samtidig med at der bliver tilbudt attraktive karriereveje og uddannet flere specialister i datavidenskab.

Læs mere om programmet her.

Yderligere information

Stor bevilling til at afkode livets “tredje sprog”