„Pomyślna realizacja tej części badań, za którą odpowiadam, znacznie skróci czas wykrywania chorób, szczególnie w przypadku choroby Fabry'ego, gdzie konwencjonalne metody diagnostyczne wymagają analizy genetycznej.

Szybka identyfikacja złożonych biomolekuł, stanowiących markery wielu rzadkich chorób, to nie tylko redukcja kosztów diagnostyki, ale też ogromne znaczenie dla ochrony zdrowia, a czasami także i życia ludzkiego”

– mówi dr Yaroslav Shpotyuk z Uniwersytetu Rzeszowskiego.

„W wyniku badań, które koordynuję, powstanie zaawansowany materiał szklany, który można będzie zastosować w produkcji sprzętu medycznego i powłok antybakteryjnych. Obecne szkła antybakteryjne nie są wystarczająco trwałe, co przekłada się na stopień ich niezawodności. Nowy materiał szklany, nad którym pracujemy, zapobiegnie rozprzestrzenianiu się chorób bakteryjnych w środowisku szpitalnym czy klinicznym. Powłoka antybakteryjna będzie miała też szersze zastosowanie, na przykład w miejscach takich jak szkoły, siłownie, biura i inne przestrzenie publiczne"

– przekonuje dr Andriy Kovalskiy z Austin Peay State University.

O podprojekcie nadzorowanym przez Narodowy Uniwersytet im. Iwana Franki we Lwowie mówi prof. Andriy Luchechko, jego koordynator: „Białe diody LED (WLEDs) są integralną częścią technologii oświetlenia półprzewodnikowego ze względu na ich znaczną przewagę nad tradycyjnymi źródłami światła, obejmującą niskie zużycie energii elektrycznej, dłuższą żywotność i wysoką wydajność. Wstępne badania pokazują, że szkła lito-borowe domieszkowane cerem (Ce) i dysprozem (Dy) mają ogromny potencjał w zakresie opracowania nowego typu wydajnych luminoforów do rozwiązań WLED. Zatem w ramach tego podprojektu zbadane zostaną nowe matryce szklane domieszkowane jonami metali ziem rzadkich."

Koordynatorem drugiego projektu, „Metody spektralne i geometryczne dla zaburzonych równań falowych z zastosowaniami do laserów światłowodowych”, jest prof. Yuriy Tomilow z Instytutu Matematycznego Polskiej Akademii Nauk.

Projekt dotyczy matematyki stosowanej i znajduje się na pograniczu teorii układów dynamicznych, analizy i fizyki matematycznej. W jego ramach zostaną przeprowadzone badania własności spektralnych i asymptotycznych zaburzonych równań falowych na rozmaitościach i grafach metrycznych oraz zastosowania tych własności do modelowania laserów światłowodowych.

„Celem naszego projektu jest stworzenie nowatorskich systemów regulowanych wieloma sygnałami, które integrują chimeryczny enzym z "inteligentnymi" hydrożelami i nanocząstkami magnetycznymi - mówi dr Oleh Smutok z Wydziału Chemii i Nauk Biomolekularnych Uniwersytetu Clarkson.

Otworzy to nowe możliwości w różnych obszarach biosensoryki, w tym w zastosowaniach biomedycznych, środowiskowych i kryminalistycznych.

Prof. Evgeny Katz z Wydziału  Chemii i Nauk Biomolekularnych, z Uniwersytetu Clarkson, o zaletach międzynarodowej współpracy mówi tak: „Nowatorskie badania sformułowane w niniejszym suplemencie zwiększają funkcjonalność procesu biosensorycznego, opartego na enzymie chimerycznym NAD+/NADH poprzez włączenie go do "inteligentnych" materiałów reagujących na sygnał (hydrożeli i/lub nanocząstek magnetycznych). Należy podkreślić, że sztuczne enzymy allosteryczne aktywowane kofaktorami NAD+ lub NADH nigdy wcześniej nie zostały stworzone i zbadane. Przedstawione przez nas nowatorskie podejście rozwiązuje problem kosztownej i czasochłonnej syntezy sztucznego chimerycznego enzymu dla każdego nowego analitu. Pierwotna propozycja rozwiązuje ten problem poprzez połączenie komercyjnych enzymów NAD+/NADH, które są dostępne dla wielu różnych substratów analitu, z chimerycznym enzymem specyficznym dla kofaktorów NAD+ lub NADH. Rzeczywiście, pierwszy enzym wytwarza kofaktory NAD+ lub NADH w odpowiedzi na liczne możliwe anality, a następnie drugi enzym wiąże wytworzony kofaktor i przekłada zmiany konformacyjne na jednostkę biokatalityczną, włączając ją i aktywując reakcję biokatalityczną. W ten sposób wiązanie pojedynczej cząsteczki analitu aktywuje reakcję biokatalityczną, wytwarzając wzmocniony sygnał wyjściowy. Teraz, dzięki międzynarodowej współpracy, połączymy te enzymy z inteligentnymi materiałami, aby zwiększyć ich funkcjonalność.”

Doktor Klaudia Kaniewska podkreśla, że ta współpraca jest ważna między innymi z powodu jej multidyscyplianrnego i międzynarodowego charakteru. „Proponowane badania wymagają podejścia wielodyscyplinarnego, ponieważ stanowią połączenie różnych dziedzin badawczych (biologia syntetyczna, bioelektrochemia, chemia materiałów "inteligentnych" reagujących na sygnał), prowadząc do wyników w dziedzinie biosensoryki, które nie mogą być uzyskane bez tego wielodyscyplinarnego podejścia, dlatego praca w międzynarodowym zespole jest kluczowa dla sukcesu projektu. To świetna okazja do nawiązania długoterminowej współpracy i wymiany doświadczeń, a także ma aspekt edukacyjny poprzez wprowadzenie młodych badaczy do międzynarodowej społeczności naukowej” – mówi dr Kaniewska.

Prof. Mychajło Gonczar z Instytutu Biologii Komórki Narodowej Akademii Nauk Ukrainy dodaje: „Należy zauważyć, że systemy enzymatyczne z sygnałem wzmacnianym i zdolnością do przełączania się znajdą wiele zastosowań w obszarach naukowych i technologicznych, związanych z biosensoryką, ale nie będą używane bezpośrednio w tradycyjnych rozwiązaniach dotyczących czujników. Te zastosowania obejmą, ale nie będą ograniczone do, systemów obliczeniowych opartych na enzymach, gdzie przetwarzanie sygnałów będzie wykonywane w trybie binarnym (0,1 / Prawda/Fałsz), naśladując operacje logiki Boola i inne zadania obliczeniowe (np. pół-dodawanie/pełno-dodawanie, urządzenia bezpieczeństwa z klawiaturą itp.). Inne możliwe zastosowanie może obejmować systemy bioelektroniczne o zdolności do przełączania, na przykład, sygnałowo-kontrolowane ogniwa biopaliwowe działające jako implantowane lub noszone przez użytkownika bioelektroniczne urządzenia z funkcją adaptacyjną.”

Zdaniem dra Marcina Karbarza z Uniwersytetu Warszawskiego te badania podstawowe  dają obietnicę licznych zastosowań uniwersalnego biosensora zintegrowanego z materiałami reagującymi na sygnał. „Wyniki naszych badań doprowadzą do nowej ogólnej koncepcji biosensorów z łatwą adaptacją do różnych analitów mierzonych z bardzo wysoką czułością (subnanomolarnych stężeń), kontrolowanych przez różnorodne sygnały fizyczne (elektryczne lub magnetyczne). Otworzy to nowe możliwości w różnych podobszarach biosensoryki, obejmujących zastosowania biomedyczne, środowiskowe, kryminalistyczne, bezpieczeństwa wewnętrznego itp.” – dodaje dr Karbarz.

"Sustainable intelligent software enhanced with parallel co-processors for future high-energy physics experiments"

Finansowanie NAWA 570 400  PLN