To obtain large-scale sequence alignments in a fast and flexible way is an important step in the analyses of next generation sequencing data. Applications based on the Smith-Waterman (SW) algorithm are often either not fast enough, limited to dedicated tasks or not sufficiently accurate due to statistical issues. Current SW implementations that run on graphics hardware do not report the alignment details necessary for further analysis.
In dit rapport wordt verslag gedaan van een verkennend onderzoek naar de wijze waarop de invoering en borging van drie basismethodieken en drie evidence-based interventies in de Amsterdamse jeugdzorg zijn aangepakt. Het onderzoek is een project van het Lectoraat implementatie in de jeugdzorg, dat per 1 februari 2010 van start is gegaan. Het doel van het onderzoek was drieledig: 1) het in kaart brengen van de strategieën voor invoering en borging van interventies en basismethodieken; 2) het in kaart brengen van de ervaring met de gehanteerde strategieën; 3) het doen van aanbevelingen over de ondersteuningsstructuur in de jeugdzorginstellingen in de stadsregio Amsterdam. De besproken evidence-based interventies in dit onderzoek betreffen Signs of Safety, Positief Pedagogisch Programma (Triple P), Functional Family Parole Service (FFPS), Multidimensional Treatment Foster Care for pre-schoolers (MTFC-P), Parent Management Training Oregon (PMTO), Multi System Therapy (MTS), Multidimensional Family Therapy (MDFT), Incredible Years (Pittige jaren) en Orthopedagogische Gezinsbehandeling (IOG).
In de openbare les van mijn collega lector Raymond Pieters, is het domein van het lectoraat ‘Innovative Testing in Life Sciences & Chemistry’ toegelicht. Kort samengevat richt dit lectoraat zich op de ontwikkeling en toepassing van innovatieve teststrategieën om geneesmiddelen, voedingsmiddelen of chemicaliën (stoffen) te beoordelen op hun werkzaamheid (effectiviteit) en veiligheid. De nadruk ligt op de ontwikkeling van snelle, kosteneffectieve testmethoden die een relevante voorspelling van effecten op de gezondheid van de mens en het milieu opleveren én waarbij geen of minder proefdieren worden gebruikt. In mijn les zal ik u laten zien waar proefdieren voor gebruikt worden. Hierbij zal ik mij voornamelijk richten op de Nederlandse situatie. Ik zal ingaan op de wetenschappelijke en maatschappelijke wens om minder proefdieren te gebruiken en op de vraag wat we verstaan onder ‘alternatieven voor dierproeven’. Daarna zal ik bespreken waarom er in Nederland en Europa recentelijk meer aandacht is voor dit onderwerp. Het overzicht zal niet uitputtend zijn, maar zal u een goede indruk geven van het landschap. Ook zal ik stil staan bij de vraag: Waarom zijn we tot nog toe zo weinig succesvol geweest op het gebied van alternatieven voor dierproeven? Wat zijn de obstakels en wat kunnen we hier van leren? Hoe zouden we in de praktijk de toepassing van alternatieven kunnen stimuleren? Wat moet er beter, en hoe gaan we dat doen? Als we slimmer willen testen moeten we de huidige grenzen verleggen, of beter over de grenzen van ons vakgebied heen kijken. Ik zal aangeven waar prioriteiten liggen en hoe we de meeste ‘winst’ kunnen behalen in termen van proefdiervermindering in relatie tot productinnovatie. Tot slot zal ik aangeven welke bruggen we moeten bouwen en wat de rol is van de Hogeschool Utrecht
Jaarlijks worden in Nederland ongeveer 600.000 mensen ziek door het eten van besmet voedsel. De voedselverwerkende industrie heeft sterke behoefte aan meer grip op het bewaken van de hygiëne in de fabrieken om te voorkomen dat besmette producten in de winkels komen. In het afgeronde RAAK-mkb project “Precision Food Safety” is onderzocht wat de meerwaarde is van de toepassing van Whole Genome Sequencing (WGS) bij het achterhalen van de transmissieroutes van de pathogene bacterie Listeria monocytogenes bij voedselverwerkende bedrijven. Er is een biobank opgebouwd met bijna 600 L. monocytogenes stammen afkomstig van de fabrieksomgeving en producten van vis-, vlees- en groente-verwerkende bedrijven. Deze stammen zijn gesequenced met behulp van Nanopore sequencing. Vervolgens is de verwantschap tussen de stammen bepaald met een in het project ontwikkelde bioinformatica pijplijn. Het project bleek zeer succesvol. In “Advanced Precision in Food Safety ” wordt het onderzoek naar voedselveiligheid verbreed, door L. monocytogenes al aan het begin van de voedselverwerkingsketen (in grondstoffen en ingrediënten) te monitoren. Verder zal de WGS-methodiek worden toegepast op Salmonella enterica en zal de huidige bioinformatica pijplijn worden aangepast om transmissieroutes van dit andere belangrijke voedselpathogeen te achterhalen. Ter verdieping zal het ziekteverwekkende karakter van L. monocytogenes stammen worden bepaald op basis van het serotype en de aanwezigheid van ~60 beschreven virulentiegenen. Daarbij worden gegevens uit verschillende databases, met sequence data van zowel humane als niet humane stammen, met elkaar vergeleken. Zowel in het laboratorium als in de fabrieksomgeving zal het effect van verschillende schoonmaakmiddelen en schoonmaaktechnieken worden onderzocht op het elimineren van L. monocytogenes van oppervlaktes. Tevens wordt onderzocht of shotgun metagenomics analyse kan worden ingezet om voedsel snel en breed op voedselpathogenen te monitoren. Een prototype van een webapplicatie, waarmee bedrijven verkregen resultaten kunnen inzien en aanvullen zal verder worden ontwikkeld en door voedselverwerkende bedrijven worden getest en geïmplementeerd.
Hooikoorts is een van de meest voorkomende allergieën. Hooikoorts wordt veroorzaakt door een allergische reactie op stuifmeel (pollen) van bloeiende grassen en bomen. Het vermijden van blootstelling aan pollen en het tijdig inzetten van medicijnen die de symptomen bestrijden zijn de beste manieren om klachten te voorkomen. Hierbij is informatie over de plaatselijke actuele aanwezigheid en de verwachting van de pollen niveaus onmisbaar. De hoofdvraag van dit project is: Leidt lokaal en persoonlijk innovatief meten van pollen tot betere diagnostiek en informatievoorziening aan hooikoortspatiënten; en geeft dit hen de mogelijkheid om een betere regie te hebben over hun klachten? Het eerste deel van het project richt zich op een nieuwe methode voor het meten van pollen. De huidige methodes zijn gebaseerd op herkenning met behulp van microscopie. Dit is zeer specialistisch en arbeidsintensief werk. Next Generation DNA Sequencing (NGS) maakt het mogelijk om de verschillende soorten pollen snel te kunnen identificeren. Deze techniek zal verder worden ontwikkeld om de in Nederland voorkomende soorten pollen zowel kwalitatief als kwantitatief te kunnen analyseren. Het tweede deel van het project richt zich op het bestuderen van de mogelijkheid om op meer plaatsen pollen te meten. Hiervoor zal een handheld pollen sampler worden doorontwikkeld en gevalideerd. Het derde deel in dit project richt zich op toepassingsmogelijkheden van de ontwikkelde methode en het betrekken van de eindgebruiker. Er wordt onder andere nagegaan welke variatie er is in de aanwezigheid pollen op verschillende tijdstippen en locaties. Ook zullen hooikoortspatiënten op de locatie waar hun klachten optreden pollen verzamelen om de relatie tussen deze klachten en de blootstelling te onderzoeken. Door de organisatie van co-creatie workshops met patiënten zullen we nagaan hoe we de informatie voor de eindgebruiker het beste kunnen vormgeven en aanleveren.
Hogeschool Leiden en Naturalis zetten in op een gezamenlijk lectoraat met het thema Metagenomics, een methode waarbij het DNA/RNA wordt gebruikt om te bepalen welke (micro-) organismen aanwezig zijn in een biologisch systeem. Metagenomics kent vele toepassingen en is daarmee een belangrijke lifescience sleuteltechnologie. Voor het lectoraat zullen de ontwikkeling van (nieuwe) methoden voor bemonstering, monstervoorbereiding en DNA sequencing centraal staan. De relatie tussen biodiversiteit en gezondheid (van mens, dier, plant) zal een belangrijk inhoudelijk thema zijn, dit sluit aan op de innovatieopgaven/missies: landbouw, water en voedsel en gezondheid en zorg. Het lectoraat wordt onderdeel van het Leiden Centre for Applied Bioscience (LCAB)1. Metagenomics speelt een belangrijke rol in verschillende reeds lopende projecten en sluit prima aan bij de overige -omics technologieën die worden toegepast bij het praktijkgericht onderzoek van het LCAB. Het beoogde lectoraat heeft een belangrijke brugfunctie naar de andere lectoraten binnen het LCAB en de vakgroep Bioinformatica. Het versterken van de impact van het onderzoek op het onderwijs een belangrijke doelstelling. Voor Naturalis is de ontwikkeling en toepassing van nieuwe inventarisatie- en onderzoeksmethoden gericht op soortherkenning een belangrijk speerpunt. Dit omvat moleculaire technieken, waaronder genetische identificatie en eDNA-metabarcoding, maar ook geautomatiseerde beeld- en geluidsherkenning (door toepassing van kunstmatige intelligentie). Via het metagenomics lectoraat zullen praktijktoepassingen voor deze methoden ontwikkeld worden. Er is grote belangstelling voor de toepassing van Metagenomics bij een scala aan bedrijven en publieke instellingen. Het lectoraat zal uitgaan van bestaande netwerken van beide instituten en deze verder uitbreiden. Belangrijke bestaande kennispartners zijn het biotechnologiebedrijf BaseClear, Universiteit Leiden en het Leids Universitair Medisch Centrum. De infrastructuur van het LCAB en de onderzoekslaboratoria van Naturalis bieden goede mogelijkheden voor facility sharing voor zowel het onderzoek als voor het onderwijs. De ligging van deze organisaties in elkaars directe nabijheid is daarbij een positieve factor.
