Programmabeschrijving Innovatieve Genomics Clusters
Doelstelling
Het stimuleren van wetenschappelijk onderzoek op het gebied van genomics dat uitdrukkelijk zijn grondslag moeten hebben in het bedrijfsleven of in organisaties van andere belanghebbenden. Het zwaartepunt van het wetenschappelijk onderzoek ligt bij de universiteiten of de door de KNAW erkende onderzoeksinstituten. De resultaten zullen op termijn moeten kunnen leiden tot toepassingen in producten, processen en diensten. De deelnemende bedrijven / instellingen, minimaal twee per project, geven mede sturing aan het onderzoek door goedkeuring van werkplannen. Zij committeren zich aan het onderzoek door een bijdrage in de projectkosten. Deze bijdragen kunnen worden geleverd in de vorm van geld, materialen of personeel. De verwachte omvang van de bijdragen is gelijk aan de staffel van STW zoals die geldt voor de richtlijnen Open Technologie Programma (zie hiervoor http://www.stw.nl/Infobalie/Aanvragers.htm).
De onderzoeksvragen sluiten aan bij de vier hoofdthema’s van de nationale genomicsstrategie en richten zich daarbinnen op vijf subthema’s die aansluiten bij al lopende initiatieven. Deze subthema’s zijn: Ophelderen van het aardappelgenoom, Genomics en voedselveiligheid, Toxicogenomics, Genomics en koemelkproductie en Systeembiologie.
Er is geen deadline voor indiening. Start van de indiening is vanaf 1 september 2004. Projecten kunnen worden ingediend, zolang er geld beschikbaar is. Per project geldt een bovengrens van 2 miljoen euro, en een ondergrens van 1 miljoen euro.
De vijf thema’s zijn:
Opheldering van het aardappelgenoom
Strenge milieueisen en toenemende productdiversificatie binnen de aardappelverwerkende industrie door toenemende consumentenbehoeftes, zijn belangrijke factoren voor innovatie en ontwikkeling van nieuwe aardappelrassen. Nieuwe rassen dienen een breed spectrum aan hoogwaardige agronomische en verwerkingseigenschappen te bezitten. Het duurt gemiddeld twaalf jaar voordat een nieuw aardappelras is ontwikkeld en volledig in productie kan worden genomen. Daarom is het lastig tijdig te anticiperen op snel veranderende marktcondities. Er mag verwacht worden dat de ‘state-of-art genomicstechnologie’ een ontwikkelingstraject aanzienlijk kan verkorten door efficiëntie en optimalisatie. Dit leidt tot een sterke reductie van de ontwikkelingskosten van nieuwe rassen. Toepassing van genomicstechnologie vereist een gedetailleerde kennis van de DNA-sequentie van het aardappelgenoom.
De centrale vraagstelling van een onderzoeksvoorstel zal zich daarom moeten concentreren op relevante aspecten voor sequencing van het aardappelgenoom. Deze aspecten zijn bijvoorbeeld: constructie van BAC-bibliotheken, genetisch fysische kaarten, databaseopzet en -management, annotatie van ruwe sequentiedata en DNA-sequencing. Het strekt tot aanbeveling wanneer de projectaanvraag onderdeel uitmaakt van een groter aardappegenoomsequencing initiatief.
Genomics en voedselveiligheid
De productie van levensmiddelen is een van de cruciale pijlers van Nederland. Er is een voordurend zoeken naar een optimale balans tussen enerzijds de strikte voorwaarde te komen tot veilige voeding, zoals gedefinieerd langs Europese normen, en anderzijds een hoge voedingswaarde en uitstekende organoleptische eigenschappen van voedingsmiddelen. Een snelle en adequate bepaling en karakterisering van voor voedselbederf relevante bacteriën in de gehele voedselketen is van doorslaggevend belang bij het optimaliseren van het innovatieproces in de levensmiddelenindustrie. Deze technieken geven ook de mogelijkheid om voedselveiligheid optimaal te garanderen door snelle achterhaling van infectiehaarden in de keten. Zo kan het beslistraject voor noodzakelijke interventies ernstig worden bekort. Gebleken is dat Genomicstechnologie een steeds grotere rol gaat spelen bij de ontwikkeling van dergelijke technieken. Voor het vertalen van kennis over microbieel gedrag naar verbeteringen op het gebied van voedselveiligheid is het dan ook cruciaal om nu biomerkers te vinden voor de meest relevante bacteriesoorten (Campylobacter jejunii, Salmonella enteritidis, Escherichia coli). Deze biomerkers kunnen dan weer worden toegepast in snelle universele testen.
Onderzoeksvoorstellen worden gevraagd waarin het opdoen van relevante biologische kennis over microbieel gedrag in de levensmiddelenketen centraal staat. Op basis van deze kennis moeten testen ontwikkeld kunnen worden. Hiervoor is het zeer wel denkbaar dat micro- en nanotechnologie moeten worden ingezet om te komen tot snelle praktijkgestuurde detectiesystemen voor ongewenste microben in de ingrediënten gebruikt bij de productie van levensmiddelen, in halffabrikaten en in eindproducten.
Toxicogenomics
Een belangrijke doelstelling van toxicocogenomics is de ontwikkeling van in vitro testen die de huidige proefdiermodellen voor het evalueren van veiligheid van stoffen kunnen vervangen. Verdere ontwikkeling van in vitro testen moet worden doorgezet in nauwe samenwerking met het Nederlandse bedrijfsleven. Voor bedrijven is het van groot belang om te kunnen beschikken over assays die in een zeer vroeg stadium van productontwikkeling snel veel informatie over gezondheidsschadelijke maar ook gezondheidsbevorderende eigenschappen van stoffen kunnen leveren. In vitro testen moeten doorontwikkeld worden in de richting van een groter voorspellend vermogen voor effecten in de mens door in vitrotesten van menselijke doelwitcellen te fabriceren, die bovendien te gebruiken zijn in high throughput technologie, bijvoorbeeld om snel zeer veel gen expressieprofielen van nieuwe stoffen te genereren. Naast bovenstaande zal validatie en certificatie een rol moeten spelen in een onderzoeksvoorstel.
Genomics en koemelkproductie
Productkwaliteit is een belangrijk onderwerp voor de verschillende schakels in de dierlijke productieketen. De hedendaagse consument is zich bewust van zijn omgeving en weet wat hij wil. De vaak hoge kwaliteitseisen gesteld aan samenstelling, verwerking, organoleptische eigenschappen, voedingswaarde, dierenwelzijn en milieu zijn ook nog eens steeds aan verandering onderhevig.
Nederland levert melk van hoge kwaliteit. Hiervoor is innovatie over de gehele productieketen van groot belang. Dit om in te kunnen blijven spelen op de veranderende behoeften van de consument en de marktpositie te behouden en te versterken. Daarvoor is kennis over de melkkwaliteit en de mogelijkheden voor beïnvloeding van interessante componenten binnen de grondstof melk essentieel. De samenstelling van de grondstof melk wordt in belangrijke mate bepaald door de genetische aanleg van de koeien die de melk produceren. Wanneer dieren met gunstige genen voor de productie van specifieke melkcomponenten geselecteerd worden, kunnen fokkerijorganisaties een essentiële bijdrage leveren aan de productie van melk die voldoet aan de nieuwe wensen van de zuivelindustrie en van de consument. Die genen verantwoordelijk voor de melkproductie zijn wereldwijd, en zeker in de Nederlandse melkveestapel, niet of nauwelijks in kaart gebracht. Het in kaart brengen van het rundergenoom vormt daarom een zeer waardevolle bron van informatie. Naast het in kaart brengen van het genoom moet informatie over de functionaliteit van genen die specifiek betrokken zijn bij de samenstelling van melk worden ontsloten. De betekenis van deze genen voor de fokkerij moet worden geanalyseerd. Onderzoeksvoorstellen zullen zich moeten richten op deze problematiek.
Systeembiologie: biosimulatiemodellen
De laatste jaren tekent zich een nieuw paradigma af binnen de levenswetenschappen. Meer en meer is het doel om biologische processen op het niveau van cel, weefsel en organisme als systeem te begrijpen en te kunnen manipuleren. Systeembiologie richt zich op een kwantitatieve en voorspellende beschrijving van de netwerken die het functioneel gedrag van het systeem dragen. Het is bij uitstek interdisciplinair onderzoek. De maatschappelijke betekenis van systeembiologie ligt in toepassingen in de gezondheidszorg, de farmaceutische industrie en de voedingsindustrie. Het behandelen van complexe ziektes als reuma, diabetes of arteriosclerose, het benutten van genomics bij de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en het begrijpen van de complexe relaties tussen voeding en gezondheid vragen om een geïntegreerde benadering. Essentieel hierbij is het integreren van moleculaire en fysiologische aspecten, en het combineren van kwalitatief begrijpen en kwantitatief voorspellen.
De ontwikkeling van in silicomodellen van biologische processen speelt hierbij een centrale rol. Onderzoeksvoorstellen met een centrale vraagstelling rond in silicomodellen worden gevraagd.