Vrije Universiteit Brussel
Onze onderzoeksgroepen CHIS: Transport Modellering
& (Bio)Analytische Scheiding
Ontwikkeling van nieuwe Nanotechnieken voor de snelle Scheiding en Karakterisatie van Bio-moleculen.
Alle initiatieven binnen de groep hebben telkens ook een belangrijke theoretische component, omdat elk nieuw project voorafgegaan en ondersteund wordt door een doorgedreven analyse van de onderliggende stromings- en massaoverdrachtsfenomenen. Voor deze theoretische component gebruikt de groep alle traditionele modellerings- en dimensieloze getallen analyse-technieken uit de chemische ingenieurstechniek, alsook een sterk bemande en goed uitgeruste Computational Fluid Dynamics-faciliteit die toelaat de heersende stromings- en massaoverdrachtsprocessen te visualiseren op de meest kleine schaal en in de meeste complexe geometrieën. Momenteel wordt op drie analytische toepassingen gefocust: de DNA-microarray-screening, de nano-kanaalvloeistofchromatografie voor de scheiding van biologische mengsels (zogenaamde shear-driven flow chromatografie), en de drukgedreven chromatografie doorheen geordende arrays van micro-pillaren voor toepassingen in de proteomics en de milieutechnologie. Terug naar bovenCMIM : Cellulaire en Moleculaire Immunologie Immunobiologie van de gastheer-parasiet en de gastheer-tumor Interacties / Kameel Antilichaam Technologie
Deze onderzoeksgroep maakt deel uit van het "Vlaams Instituut voor Biotechnologie": VIB6 Terug naar bovenIMDO: Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie
Recent worden binnen de onderzoeksgroep studies uitgevoerd met betrekking tot de biodiversiteit, de populatiedynamica en de metabolomica van complexe microbiële ecosystemen (melkzuurbacteriën, azijnzuurbacteriën en gisten), zoals op traditionele wijze gefermenteerde levensmiddelen (melkproducten, gefermenteerde groenten, zuurdesems, cacao), gemodificeerde-atmosfeer-verpakte kookham en het menselijk colon (voornamelijk gericht op prebiotica). Wat dit laatste betreft wordt de functionaliteit van probiotica en prebiotica (productie van antimicrobiële verbindingen, toepassing van metabolieten zoals boterzuur en p-cresol als biomerkers, bifidogeen en butyrogeen effect, cross-feeding tussen oligofructose-degraderende lactobacillen en bifidobacteriën enerzijds en lactaat/acetaat-converterende boterzuurbacteriën zoals Anaerostipes caccae en Roseburia intestinalis anderzijds) in het colonecosysteem nagegaan. Terug naar bovenMBFA: Moleculaire en Biochemische Farmacologie Studie van de moleculaire farmacologie van angiotensine receptoren en hun signaaltransductie
Voor het ogenblik richten we onze aandacht op de receptoren voor het peptide hormoon angiotensine II. Dit hormoon en zijn receptoren zijn betrokken bij de regulatie van de bloeddruk, volume homeostasis en vasculaire celgroei. Ontregeling van dit hormonale systeem leidt tot hypertensie, hetgeen kan tegengegaan worden door behandeling met niet-peptide angiotensin II receptor-antagonisten. In cellijnen die humane angiotensin II receptoren tot uitdrukking brengen, bestuderen we de receptor-ligand interactie van deze potentiëel zeer belangrijke therapeutische verbindingen. In een tweede onderzoeksproject bestuderen we het werkingsmechanisme van angiotensine IV, een biologisch relevant peptidefragment van angiotensine II. Het angiotensine IV wekt momenteel veel interesse op omdat het de effecten van angiotensin II tegenwerkt en vooral omdat het, na toediening in de hersenen van proefdieren leidt tot verbeterde leer- en geheugenprocessen. Momenteel onderzoeken we de identiteit en eigenschappen van de moleculaire aangrijpingspunten van het angiotensine IV. Terug naar bovenMICR: Microbiologie en Genetica Moleculaire fysiologie, regulatorische mechanismen en metabolische controle in microben
Regulatie van enzymactiviteit door liganden wordt bestudeerd op sleutelenzymen van de arginine en de pyrimidinebiosynthese. Hierdoor worden de mechanismen van interacties tussen sites in proteïnen (de basis van verschijnselen zoals allosterie en co-operativiteit) ontrafeld. Aan de hand van in vitro en in silico analyse worden ook de moleculaire strategiën voor thermostabiliteit van enzymen van carbamylfosfaat metabolisme in hyperthermofielen geanalyseerd. Naast deze gedetailleerde studie van specifieke regulatorische mechanismen wordt ook een meer globale aanpak gevolgd. De controle van cellulaire metabolische flux in de argininebiosynthese in Escherichia coli wordt bestudeerd door experimentele manipulatie en mathematische modellering met als doel de hiërarchie van de verschillende regulatiemechanismen in de globale controlestrategie van het cellulair metabolisme te verstaan. Voor meer informatie contacteer D. Charlier. Terug naar bovenMINT: Microbiële Interacties Fluorescent Pseudomonaden: Veelzijdige bacteriën met belangrijke toepassingen in de geneeskunde en in de landbouw Fluorescente pseudomonaden
(rRNA groep I) zijn alomtegenwoordige en metabolisch
veelzijdige Gram-negatieve bacteriën met een duidelijke medisch en biotechnologisch
belang. Veel Pseudomonas soorten zijn gekend voor hun capaciteit om veeleisende
xenobiotica af te breken en het genoom van een tweede Pseudomonas soort, P. putida,
werd recent vervolledigd. Gedurende de laatste jaren vervaagde het verschil
tussen menselijke en plant ziekteverwekkers Er werd aangetoond dat P. aeruginosa,
een welgekend en gevreesd menselijk pathogeen, zowel planten, insecten en
nematoden kan infecteren en dat dit gebeurt met dezelfde virulentiefactoren.
Wegens zijn intrinsieke resistentie wordt veel onderzoek verricht naar een
nieuwe klasse van doelwitten voor antimicrobiële middelen. Eén benadering
is om manieren te vinden om te interfereren met het ijzeropname systeem van
P. aeruginosa. Zoals andere fluorescente pseudomonaden produceert P. aeruginosa,
onder condities van ijzertekort, een fluorescente siderofoor, genaamd pyoverdine.
Pyoverdine is een belangrijke kolonisatie- en virulentiefactor wegens zijn
grote oplosbaarheid en affiniteit voor ijzer(III).
Een ander onderzoek in het laboratorium bestaande uit de studie van resistentie van P. aeruginosa tegen het antimicrobieel metaal vanadium heeft geleid tot de onverwachte ontdekking van een nieuwe gencluster die codeert voor de verschillende componenten van een efflux pomp. Deze pomp speelt een centrale rol in het quorum sensing circuit van P. aeruginosa (productie van signaalmoleculen die de productie van virulentiefactoren en de vorming van biofilmen reguleren). Deze onderzoeksgroep maakt deel uit van het "Vlaams Instituut voor Biotechnologie": VIB6 Terug naar bovenORGC: Organische ChemieOrganoboron Compounds in de Organische Chemie. In de onderzoeksgroep Organische Chemie wordt onder leiding van Prof. dr. Kourosch Abbaspour Tehrani onderzoek verricht naar de synthese van biologisch interessante moleculen. De voornaamste activiteiten situeren zich op het vlak van de synthese van stikstofheterocyclische verbindingen, nieuwe niet-proteïnogene aminozuren, Maillard reactieproducten en suikeranaloga. De rode draad doorheen het onderzoek van deze groep is het gebruik van een nieuwe organoboorzuur gemedieerde-Mannichreactie in een eenvoudige één-potsreactie (milieuvriendelijkheid, industriële toepasbaarheid). Het onderzoek naar de synthese van 2-aza-antrachinonen, 3,5,8(2H)-isochinolinetrionen (cfr. de ultrapotente antitumor saframycinen) kadert in de ontwikkeling van antibiotica tegen Mycobacterium tuberculosis. Tuberculose blijft immers één van de meest zorgwekkende ziekten, voornamelijk in de ontwikkelingslanden (globaal sterftecijfer 3 miljoen/jaar). Naast de antimycobacteriële activiteit worden in samenwerking met de onderzoeksgroep MINT ook een aantal landbouwkundig belangrijke schadeverwekkende schimmels gescreend.
Ook de uiterst belangrijke klasse van de aromastoffen komt in deze onderzoeksgroep aan bod. Nieuwe toetredingen tot pyrazinen, 2-acetyl-1-pyrroline (rijstaroma) en 6-acetyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine (broodaroma) die algemeen voorkomen in allerlei geroosterde, gefermenteerde of rauwe levensmiddelen zoals gebrande koffie, geroosterd vlees, paprika en aardappelen, worden in het bijzonder onderzocht. Homepage van ORGC: http://wefcol.vub.ac.be/orgc/ Terug naar bovenPLAN: PlantengeneticaHet verhogen van de variabiliteit bij het kweken van planten In het Laboratorium Plantengenetica wordt fundamenteel plant moleculair-genetisch onderzoek gekoppeld aan toegepast onderzoek relevant voor de biotechnologische industrie en de landbouwsector. Het onderzoek concentreert zich op de volgende thema's: Studie van DNA herstel- en recombinatiemechanismen en methoden om deze mechanismen te beïnvloeden. Dit kan leiden tot het ontwikkelen van nieuwe technieken voor functionele analyse van genen, verbeterde procedures voor genetische wijziging van planten, en het creëeren van nieuwe bronnen van variatie voor de plantenveredeling. Studie van de biosynthesewegen van aminozuren en de regulatie hiervan. De kennis hierover wordt toegepast in nieuwe strategieën om het gehalte aan essentiële aminozuren in voedings- en voedergewassen te verhogen. Voor de menselijke voeding is dit in eerste instantie van belang voor populaties met een grotendeels vegetarisch dieet; in de veehouderij kan dit leiden tot verminderde milieuverontreiniging en tot voeders met minder additieven. Studie van adaptatiemechanismen van planten ten opzichte van droogte en zout-bevattende bodems, met als uiteindelijk doel het creeëren van variëteiten met verhoogde weerstand tegen deze stressfactoren.
Terug naar boven SPRO: ProteïnechemieInteragerende biomoleculen bij metabolische controle en biocommunicatie
Plantlectinen, voornamelijk uit tropische flora, worden, in samenwerking met laboratoria uit het zuiden, afgezonderd en fysico-chemisch gekarakteriseerd. Zij worden tevens geanalyseerd naar hun fysiologische rol, en naar mogelijke toepassingen in biochemisch en biomedisch onderzoek. Het uiteidelijk doel is het vinden van plantlectinen met tot nog toe ongekende suiker-bindende specificiteit waardoor de toepassings mogelijkheden van lectinen in analyse en bereiding van glycoconjugaten kunnen uitgebreid worden. Ook oppervlakte lectinen van bacteriën (Escherichia coli), die spermagglutinatie veroorzaken bij varkens en daardoor de kwaliteit van het sperma nadelig beïnvloeden, worden onderzocht. Deze lectinen worden gekarakteriseerd en hun verwantschap met lectinen van pathogene E. coli van de darm en van het urogenitaal apparaat wordt onderzocht. Zeer recent worden ook lectinen gezuiverd en gekarakteriseerd uit diverse weefsels van vissen, en wordt getracht hun functie(s) te ontrafelen. Uit het serum van Pangasius bijvoorbeeld werden verschillende lectinen geïsoleerd met diverse suiker-bindings specificiteit die pathogene bacteriën herkennen en daardoor mogelijks een belangrijke functie kunnen vervullen in het afweermechanisme. Alle studies gebeuren in samenwerking met andere onderzoeksgroepen binnen de Vakgroep Toegepaste Biologische Wetenschappen en met laboratoria van de “Can Tho University” (Vietnam), de Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas (Cuba) en de “University of Limpopo” (Zuid Afrika). Terug naar bovenSWIT: Cellulaire processen gedirigeerd door conformationele switches in eiwitten
Ons onderzoek richt zich op volgende vragen: Wat is de relatie tussen de structurele eigenschappen en de toxiciteit van eiwitaggregaten? Wat is het cytotoxiciteitmechanisme van eiwitaggregaten ? Hoe interfereren chaperones met het aggregatiemechanisme van eiwitten ? Voor het bestuderen van deze vragen werken we met verschillende eiwitten waaronder het alzheimer peptide en tau. Onze onderzoeksstrategie steunt op een multi-disiplinaire aanpak. Eenerzijds ontwikkelen we bio-informatica predictiealgoritmes voor eiwitstabiliteit en aggregatie. Anderzijds voeren we in vitro biofysische studies uit van aggregatieprocessen en chaperone-interacties zowel als in vivo aggregatiestudies in E.coli, gist en menselijke cellen. Deze onderzoeksgroep maakt deel uit van het "Vlaams Instituut voor Biotechnologie": SWITCH Homepage van SWIT Terug naar bovenULTR: UltrastruktuurDe struktuur-functie relatie bij Biomoleculen De onderzoeksgroep Ultrastructuur wordt geleid door Prof. Dr. Lode Wyns en Prof. Dr. ir. Jan Steyaert. Het onderzoek richt zich tot de studie van de structuur-functie relatie van proteïnen. De voornaamste activiteiten situeren zich in de X-straal diffractie, de eiwit- en nucleïnezuur chemie en de protein engineering.
Deze onderzoeksgroep maakt deel uit van het "Vlaams Instituut voor Biotechnologie": VIB6 Homepage van ULTR Terug naar boven |
De onderzoeksactiviteiten van de Transport Modelling & (Bio)Analytical Separation
Science-groep binnen de CHIS-vakgroep zijn alle gericht op de verkenning
van de mogelijkheden om nieuwe materiaaltechnologieën zoals fotolithografisch
etsen, nanotechnologie, zelf-assemblage, enz… aan te wenden om betere en snellere
(bio-)analytische methodes en instrumenten te ontwikkelen.
De onderzoeksgroep Cellulaire en Moleculaire Immunologie wordt
geleid door Dr. Patrick De Baetselier en Dr. Serge Muyldermans.
Het onderzoek richt zich hoofdzakelijk op de studie van cellulaire
en moleculaire aspecten van het immuun antwoord en hieraan gekoppeld
de ontwikkeling van (immunologische) therapieën tegen belangrijke
ziekten, waaronder infectieuze ziekten, astma en kanker. Verschillende
interactieve subgroepen zijn dan ook actief : 
Binnen de onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie (IMDO),
ligt de nadruk op de studie van de fysiologische aspecten en de kinetiek
van groei en productvorming bij melkzuurbacteriën (Lactococcus, Lactobacillus,
Leuconostoc, Weissella, Pediococcus, Enterococcus en Streptococcus).
Eerder onderzoek richtte zich voornamelijk op de karakterisatie, de fysiologie en
de controle - zowel procestechnologisch, nutritioneel, als wat fysische omgevingsfactoren
betreft - van fermentaties in levensmiddelen: bacteriocineproductie in kaasfermentaties
(bestrijding van Clostridium en Listeria), productie van gefermenteerde
worsten (bestrijding van Listeria) en zuurdesems (verhoging competitiviteit van
lactobacillen) enerzijds en exopolysacharideproductie in melkfermentaties
(voor yoghurt- en kaasproductie) anderzijds. De kinetische data die in deze studies
werden verzameld, werden gebruikt om mathematische modellen te ontwikkelen die toelaten
de bestudeerde fermentaties zowel te simuleren als te controleren en nieuwe, functionele
starterculturen te ontwikkelen. Op dezelfde wijze wordt momenteel de efficiëntie van de
antimicrobiële werking van probiotica tegen gastro-intestinale pathogenen
(Helicobacter pylori en Salmonella enterica serovar Typhimurium) bestudeerd.
Het Laboratorium voor Moleculaire en Biochemische Farmacologie
heeft een ruime ervaring wat betreft de studie van de cellulaire
aangrijpingspunten van onze hormonen, neurotransmitters en afgeleide
geneesmiddelen. In tegenstelling tot de traditionele fysiologische
aanpak worden deze "receptoren" door in vitro experimenten
gekarakteriseerd in intacte cellen en gezuiverde membranen. Hiervoor
beschikt het laboratorium over een brede waaier van radioliganbinding
technieken en functionele testen. Potentiële therapeutische
toepassingen krijgen er bijzondere aandacht. De nadruk wordt dan
ook gelegd op de karakterisering van nieuwe receptor subtypes
en natuurlijke stoffen die op receptoren of hun boodschappers
inwerken. 
Microben zijn de enige organismen die in de drie domeinen van
de "tree of life" - Bacteria, Eukarya
en Archaea - vertegenwoordigd zijn. De onderzoeksgroep Erfelijkheidsleer
en Microbiologie, onder leiding van Prof. Dr. Daniël Charlier
bestudeert moleculaire fysiologie en meer bepaald
de controle van het metabolisme in modelmicro-organismen
die tot de Bacteria en de Archaea behoren.
Deze studies gaan van de gedetailleerde analyse van de regulatie van genexpressie
en enzymatische reacties tot de wiskundige modellering van metabolische wegen.
Door de analyse van micro-organismen uit die twee domeinen krijgt het onderzoek
van MICR bovendien een belangrijke evolutieve dimensie. Veel van de
bestudeerde organismen zijn ook extremofielen die leven bij lage
(psychrofielen) of extreem hoge temperatuur (hyperthermofielen) hetgeen
de bijkomende dimensie van de adaptatie van enzymatische en regulatorische
mechanismen aan extreme omstandigheden koppelt aan studies over evolutie.
Moleculaire mechanismen van genregulatie worden bestudeerd bij
diverse bacteriën en archaea. Dergelijke vitale cellulaire mechanismen berusten
op proteïne-ligand, proteïne-DNA en proteïne-proteïne interacties
die wij trachten te ontrafelen en tot op atomaire schaal wensen te bepalen.
Zowel specifieke (arginine en pyrimidine metabolisme) als globale regulatiemechanismen
worden bestudeerd. De aanpak is multidisciplinair en bevat in vivo, in vitro
en in silico luiken die nauw verweven zijn. Fysiologie, genetica,
moleculaire biologie, fysico-chemie en structuuranalyse worden gebundeld
in geïntegreerde en convergente studies. 
Ons werk heeft bijgedragen
tot het verkrijgen van een beter inzicht in de pyoverdine synthese, vooral
in de biosynthese van het chromofoorgedeelte waar we de rol van een nieuw
niet-ribosomaal peptide synthetase, PvdL (Figuur) ophelderden. We werken ook op
pyoverdine receptoren in P. aeruginosa, als ook op de receptoren van andere
sideroforen in verschillende pseudomonaden. Ons werk op sideroforen van
fluorescente pseudomonaden wordt internationaal erkend aangezien ons gevraagd
werd om een review te schrijven over dit onderwerp. In deze review benadrukken
we het belang van andere sideroforen naast pyoverdine, die ook belangrijke
eigenschappen hebben zoals antibiotica resistentie of die als signaalmoleculen dienen.
Meerdere malen reeds hebben in de natuur voorkomende fysiologisch
actieve verbindingen gediend als leidraad naar meer actieve
synthetische analoga. Stikstof-heterocyclische verbindingen
hebben steeds een belangrijke rol gespeeld in de chemie van
het leven. Zo maken allerlei biochemische processen gebruik
van stikstofverbindingen en zijn vele secundaire metabolieten
van plantaardige, dierlijke of microbiële oorsprong van groot
belang door hun veelheid aan farmacologische eigenschappen.
Daarom is het van primordiaal belang om nieuwe synthesen te
ontwikkelen van azetidinen (polyoximezuur), pyrrolidinen en
piperidinen (pipecolinezuren), die vervolgens in een later stadium
kunnen getest worden op hun fysiologische activiteit (fungicide,
pesticide, etc…). 
Terwijl voor de fundamentele aspecten van dit onderzoek gebruik
gemaakt wordt van modelplanten zoals Arabidopsis thaliana,
Medicago truncatula en Nicotiana wordt voor de toepassingen
met belangrijke gewassen gewerkt, waaronder rijst, sorghum, aardappel,
erwt en "pigeonpea". 
De onderzoeksgroep Scheikunde der Proteïnen wordt geleid door Prof. Dr. Sonia Beeckmans
en Prof. Dr. Edilbert Van Driessche. Het onderzoek binnen deze groep richt zich voornamelijk
op lectinen. Dit zijn suiker-bindende eiwitten die in alle levende
organismen voorkomen, en die tal van belangrijke fysiologische functies vervullen. 
De onderzoeksgroep SWIT bestudeert belangrijke cellulaire processen waarvan het
verloop het gevolg is van conformationele veranderingen in eiwitstructuren.
Het meest esssentieel conformationeel proces is het vouwen van eiwitten tot hun
natieve driedimensionele conformatie. Het is algemeen aanvaard dat alle informatie
die de natieve conformatie van eiwitten bepaalt gecodeerd is in hun aminozuursequentie
(het zogenaamde Anfinsen postulaat). Het verloop van de vouwreactie is daarentegen
vaak zeer inefficiënt en gaat frequent gepaard met nevenreacties die aanleiding
geven tot misvouwde eiwitconformaties (eiwitaggregatie). Belangrijk hierbij is
dat misvouwde eiwitten dikwijls toxisch zijn. Zo zijn misvouwde eiwitten de oorzaak
van een aantal bekende neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer
en Parkinson of prionziektes zoals o.a. de ziekte van Creutzfeldt-Jakob.
De conformatie van eiwitten dient dus strikt gecontroleerd te worden. Hiertoe beschikt
de cel over chaperone-eiwitten. Chaperones helpen misvouwreacties te vermijden
tijdens het vouwen van nieuwe eiwitten en dragen bij tot het elimineren van misvouwde eiwitten.
Het onderzoek
naar protein-suiker interacties illustreert hoe subtiele
verschillen in enkele loops de verschillen in suikerspecificiteit
bepalen tussen homologe lectines. Multidisiplinair werk op het
arsenaat reductase, een enzyme dat betrokken is bij de
detoxificate van verontreinigde bodems, toont hoe een reductase
evolutief kon ontstaan uit een fosfotyrosine fosfatase. Het protein
engineering programma legt zich toe op de principes van binding
en katalyse en op rational drug design. Het antibody
programma onderzoekt de unieke eigenschappen van één-domein
antilichamen, afkomstig van kamelen. De ontdekking van deze eigenaardige
antilichamen heeft geleid tot een aantal fundamentele vragen en
tot een reeks industriële en farmaceutische toepassingen.©2004 • Vrije Universiteit Brussel • Pleinlaan 2 • 1050 Elsene • Tel.: 02/629.21.11 • info@vub.ac.be