Razvoj raziskovalne infrastrukture za mednarodno konkurenčnost slovenskega RRI prostora – RI-SI- ELIXIR

 

Namen operacije:

  • krepitev nacionalnih raziskovalnih kapacitet na področjih ved o življenju (life sciences),
  • učinkovit prenos novega znanja v zdravstvo in gospodarske veje, povezane z biološkimi procesi,
  • učinkovito povezovanje konzorcijskih partnerjev s sorodnimi partnerji v drugih nacionalnih infrastrukturah v naravoslovju, znanostih o življenju in naprednih računalniških tehnologijah,
  • plodno povezovanje vozlišča ELIXIR-SI z drugimi vozlišči v evropskem omrežju ELIXIR,
  • vzpostavljanje raziskovalnega, razvojnega in študijskega okolja, ki bo omogočilo dvig znanja in inovativnosti naših raziskovalcev na najvišji mednarodni nivo.

 

Cilji operacije:

  • vzpostavitev osrednjega nacionalnega podatkovnega vozlišča v koordinaciji z ostalimi komplementarnimi infrastrukturami znotraj NRRI,
  • vzpostavitev osrednje nacionalne infrastrukture za pridobivanje visokogostotnih podatkov,
  • vzpostavitev Središča za izobraževanje in usposabljanje na področju ved o življenju za uporabo bioinformatskih orodij in storitev.

Operacija se izvaja v okviru Operativnega programa za izvajanje evropske kohezijske politike 2014- 2020 v okviru prednostne osi 1: »Mednarodna konkurenčnost raziskav, inovacij in tehnološkega razvoja v skladu s pametno specializacijo za večjo konkurenčnost in ozelenitev gospodarstva«, prednostne naložbe 1.1 »Krepitev infrastrukture za raziskave in inovacije ter zmogljivosti za razvoj odličnosti na tem področju, pa tudi spodbujanje pristojnih centrov, zlasti takšnih, ki so evropskega pomena«, specifičnega cilja 1.1.1 »Učinkovita uporaba raziskovalne infrastrukture ter razvoj znanja/kompetenc za boljše nacionalno in mednarodno sodelovanje v trikotniku znanja«.

 

Trajanje projekta: 1. 6. 2018 do 31. 8. 2021

 

Višina zaprošenih sredstev za operacijo je 5.260.000 EUR, od tega znaša:

  • prispevek EU: 4.208.000 EUR
  • prispevek SLO: 1.052.000 EUR.

 

Koordinator:

Univerza v Ljubljani s članicami Medicinsko fakulteto (koordinator), Biotehniško fakulteto, Fakulteto za računalništvo in informatiko ter Veterinarsko fakulteto.

 

Partnerji:

  • Inštitut Jožef Stefan
  • Kemijski inštitut
  • Kmetijski inštitut Slovenije
  • Nacionalni inštitut za biologijo
  • Univerza v Mariboru


Posredniško telo:
Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport

Povezava na spletno stran evropske kohezijske politike v Sloveniji www.eu-skladi.si.

Z infrastrukturnim projektom ELIXIR-SI RI-SI-2 bomo v slovenskem prostoru nadgradili obstoječo in vzpostavili novo raziskovalno infrastrukturo na področju ved o življenju. Najsodobnejša infrastruktura bo povezala raziskovalce in omogočala lažjo izmenjavo in shranjevanje podatkov v slovenskem raziskovalnem prostoru preko treh stebrov:
  1. nacionalna infrastruktura za pridobivanje velikih količin podatkov v visoko zmogljivih laboratorijih (genomske tehnologije),
  2. osrednje nacionalno podatkovno vozlišče za področje ved o življenju ter
  3. središče za izobraževanje in usposabljanje na področju ved o življenju za uporabo bioinformatskih orodij, analiz in storitev.
S tem projektom bo slovensko vozlišče ELIXIR doprineslo k izboljšanju zdravja posameznikov in delovanja celotne družbe, na primer na področjih:
  • osebne humane medicine,
  • obvladovanja epidemij (tudi COVID-19),
  • osebne veterinarske medicine,
  • sistemske biologije in medicine,
  • digitalizacije in robotizacije kmetijstva,
  • izboljšanja rastlinskih sort in razvoja novih pristopov za odkrivanje bolezni rastlin,
  • izboljšanja biotehnoloških procesov v živilstvu.
KI

Na Kemijskem inštitutu je oprema, pridobljena za namene delovanja v ELIXIR-SI, namenjena primarno za optimalno koriščenje krio transmisijskega elektronskega mikroskopa Glacios (Thermo Scientific). S pomočjo novo pridobljene sodobne IKT opreme za prenos, shranjevanje, dostopanje in procesiranje podatkov bo omogočeno dostopanje in obdelava velikih količin podatkov tako domačim raziskovalcem kot tudi oddaljenim uporabnikom.

 

Programska oprema FlowJo, namenjena predvsem za potrebe pretočne citometrije, ki bo delovala v okviru ELIXIR-SI, bo omogočala analizo in vizualizacijo eksperimentalnih podatkov.

 

Oprema v podporo krio mikroskopije bo omogočala prenos, shranjevanje in obdelavo velike količine podatkov. Elektronski mikroskop ima robota za menjavo vzorcev (12 vzorcev naenkrat) in Falcon 3EC direktnim detektorjem elektronov, ki omogočata avtomatiziran zajem mikrografij. Mikroskop omogoča tri glavne metodologije elektronske mikroskopije: analizo posameznega delca, tomografijo in elektronsko difrakcijo na mikrokristalih. Mikroskop lahko v 24 urah zapiše do 1 TB podatkov, ki jih moramo obdelati in analizirati na zmogljivih strežnikih. Povezave v okviru mreže Elixir nam bodo omogočile lažjo obdelavo velike količine podatkov. Oprema je po dogovoru na voljo notranjim in zunanjim akademskim uporabnikom, možno je sodelovanje z industrijo.

KIS

Kmetijski inštitut v svoje strokovno raziskovalno delo vključuje sodobne metode in tehnologije, ki temeljijo na analizi velikih količin podatkov. Infrastrukturna pridobitev bo omogočala lažji in hitrejši prenos raziskovalnih rezultatov na področju žlahtnjenja rastlin, zgodnjega odkrivanja prisotnosti bolezni in škodljivcev, stresnih rastnih pogojev, genskih raziskav v živinoreji, simulacij čebeljih populacij in njihovo gensko vrednotenje ter izvajanja postopkov natančnega kmetijstva (digitalizacija in robotizacija kmetijstva).

UL BF

Vrhunska oprema pridobljena v okviru projekta ELIXIR-SI RI-SI-2 bo omogočala izvedbo naprednih projektnih aktivnosti na področjih mikrobne, glivne, živalske in rastlinske transkriptomike (preučevanja celostnega izražanje genov) in genomike (preučevanje celih genomov).

 

 

Izpostavimo naj možnost preučevanja prostorskega izražanja genov, ki je lahko omejeno na del tkiva (npr. na del lista rastline) in pa tehnologijo določanja dolgih nukleotidnih zaporedij, ki bo omogočala hitro sestavljanje genomov na nivoju celih kromosomov. Širše nam bo oprema omogočala razumevanje tako biotskih kot abiotskih izzivov s katerimi se danes srečujeta kmetijstvo in okolje.

 

 

Dolgoročni vidiki uporabe opreme se bodo odrazili v konkretnih primerih odkrivanja genetskih temeljev osnovnih bioloških preučevanja. Aplikativno lahko izpostavimo učinke na pridobivanja izboljšanih ali novih rastlinskih sort in pasem živali. Prav tako lahko pričakujemo izboljšane biotehnološke procese v živilstvu.

 

 

Kot konkreten primer lahko navedemo stalno borbo kmetijskih pridelovalcev z obstoječimi boleznimi in tudi z boleznimi, ki se v spreminjajočem okolju prilagodijo na novega gostitelja ali celo vnesejo iz geografsko drugih področij. Tukaj bomo lahko z novo opremo razvili nove inovativne pristope za odkrivanje bolezni. Omogočeni nam bodo tudi pristopi analize prostorskega odziva npr. rastline na škodljivca, kar bo pripomoglo k razumevanju širjenja bolezni in tudi za razvijanje novih pristopov za obrambo pred rastlinskimi boleznimi.

UL MF

Nova raziskovalna infrastruktura ELIXIR-SI v okviru projekta ELIXIR-SI RI-SI-2 bo izdatno pomagala pri uresničevanju ciljev vozlišča v Sloveniji in širše, vsem raziskovalcem s področja ved o življenju, tako za temeljne kot tudi aplikativne raziskave domačih in tujih programov in projektov. Nov sistem bo poleg pomoči raziskovalcem primeren tudi za izvedbo demonstracijskih vaj diplomskih in magistrskih študentov ter doktorskih nalog.

 

 

S pridobljeno novo raziskovalno infrastrukturo bo izpopolnjen potek dela od pridobivanja vzorcev do priprave in izvedbe eksperimentalnega dela ter kasnejše analize pridobljenih podatkov. Vsi podatki bodo upoštevali principe FAIR in pravila odprte znanosti. S tem bodo delotoki in posledično raziskave enostavnejše, hitrejše in bolj učinkovite.

UM

Univerza v Mariboru bo s svojim delovanjem prvenstveno podpirala ELIXIR skupnost Plant Sciences. S pomočjo kombinacije laboratorijskih in računalniških tehnik bomo iskali povezavo med rastlinskim genotipom ter pripadajočim fenotipom. Rastlinski material poznanega genotipa bomo najprej podvrgli sodobnim ekstrakcijskim tehnikam ter mu z uporabo novih instrumentov analitske ter preparativne HPLC določili odgovarjajoči kemotip. Dobljenim rastlinskim izvlečkom poznane kemijske sestave pa bomo nato določili še pripadajoče biološke učinke s kombinacijo antioksidativnih, antimikrobnih ter antigenotoksičnih testov, za kar potrebujemo nov sistem za avtomatizirano digitalno mikroskopijo ter nova sterilizator in stresalnik za mikrobiološki laboratorij.


Molekularne mehanizme antioksidativnega delovanja v rastlinskih izvlečkih prisotnih naravnih spojin bomo pomagali razkriti z uporabo kvantno-mehanskih računalniških simulacij, mehanizme njihovega antimikrobnega ter antikarcinogenega delovanja pa s pri nas razvitim programom za inverzno molekulsko sidranje na celotno bazo proteinskih struktur v Protein Data Bank, ki sočasno predstavlja osrednji doprinos Univerze v Mariboru k ELIXIR platformi Tools. Nadalje bomo preko vzpostavitve povezave s centrom za visoko zmogljivo računanje HPC-RIVR z zmogljivostjo vsaj 1,5 petaflopa znatno obogatili še ELIXIR platformo Compute.


Nenazadnje pa bomo na novo pridobljeno raziskovalno infrastrukturo uporabljali tudi za izobraževanje študentov ter za usposabljanje mladih raziskovalcev. Poskrbeli bomo še za prenos ustvarjenih znanj v vsakdanjo industrijsko in klinično prakso preko naših dolgoletnih sodelovanj s slovensko živilsko industrijo ter z UKC Maribor.