NewsForschung & Entwicklung

Grundlagenforschung in den Bereichen Digitalisierung und Bioinformatik

FWF-Projekt „Hybrid Collaboration Spaces (HYCOS)“

Obwohl hybride Kollaborationsformen, v.a. seit Beginn der COVID-19-Pandemie, enormes Potential zur Effizienzsteigerung aufweisen, bergen sie auch eine Vielzahl neuer Herausforderungen. Im Rahmen des 2022 gestarteten FWF-Projekts HYCOS setzt man sich mit der Erforschung jener „Räume“ auseinander, in denen hybride Kollaboration stattfindet.

Die Zusammenarbeit über Distanz ist spätestens seit Beginn der COVID-19 Krise weit verbreitet. Schon vorab erlangten hybride Arbeitssettings stetig größere Bedeutung und fanden Einzug in eine Vielzahl von Branchen und Tätigkeitsbereichen. Anders als bei vollständig verteilten („remote“) Settings, ist bei hybrider Kollaboration nur ein Teil der beteiligten Personen nicht vor Ort. Hybride Kollaboration beschreibt aber nicht nur die örtliche Verteilung, sondern umfasst auch die Nutzung verschiedenster Hardware- und Softwaretools die beispielsweise Kommunikation, Datenaustausch oder (Sub-)Teambildung und -interaktion unterstützen. Trotz Effizienzsteigerung durch hybride Kollaborationsformen – zum Beispiel durch den Wegfall von Anfahrtszeiten – steht die Arbeitswelt vor neuen, großen Herausforderungen, unter anderem wenn es darum geht, die externen Beteiligten gleichwertig in die Vor-Ort-Interaktion einzubinden.

Gerade in der Zeit der gesetzlich verordneten Lockdowns konnten in vielen Bereichen umfangreiche Erfahrungen mit vollständig verteilter Kollaboration gesammelt werden. Ebenso wurde die für eine remote Kommunikation nötige Hardwareausstattung erfolgreich beschafft. Nun möchten viele Unternehmen, aber auch Bildungseinrichtungen, die gewonnenen positiven Erfahrungen nutzen und mit den Vorteilen einer Vor-Ort-Kollaboration kombinieren. Dadurch ergeben sich zukünftig zahlreiche neue Einsatzbereiche für hybride Kollaborationen. Das FWF-Projekt HYCOS greift diese Entwicklung auf und setzt sich fundiert mit jenen „Räumen“ auseinander, in denen hybride Kollaboration stattfindet. Ein hybrider Kollaborationsraum umfasst dabei den gesamten Kontext mit allen dazugehörigen physischen und virtuellen Elementen. Ein Forschungsziel ist es, eine wissenschaftliche Definition für den Begriff des hybriden Kollaborationsraums zu schaffen sowie Anforderungen an einen solchen Raum systematisch, durch empirische Studien zu erheben. Außerdem wird ein modularer Prototyp eines hybriden Kollaborationsraums etabliert und systematisch evaluiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen generalisierbare Design- und Implementierungsrichtlinien für hybride Kollaborationsräume abgeleitet werden.

Das Forschungsprojekt wird an der Fachhochschule Oberösterreich, Fakultät für Informatik, Kommunikation und Medien in Hagenberg umgesetzt, von Dr. Mirjam Augstein, Professorin für personalisierte und kollaborative Systeme, geleitet, und vom FWF unter der Projektnummer P 34928 gefördert.

Fragen zum Projekt?
Projektleitung: FH-Prof. DI (FH) Dr. Mirjam Augstein
Kontakt: Mirjam.Augstein@fh-hagenberg.at

FWF-Projekt „Neue Tools für Proteomweite Crosslinking Massenspektrometrie“

Wechselwirkungen zwischen Proteinen bilden die Grundlage für alle Funktionen in der Zelle und sind essenziell für den Ablauf und die Regulierung aller biochemischen Reaktionen, weshalb deren Entschlüsselung und Verständnis in der Grundlagenforschung von großem Interesse ist.Das 3-jährige FWF-Projekt XL-MS widmet sich unter der technisch-methodischen Etablierung eines vollständigen Ansatzes der Erforschung von solchen Proteininteraktionsnetzwerken in lebenden Zellen.

Um miteinander wechselwirkende Proteine sichtbar zu machen, werden in diesem FWF-Projekt chemische Reagenzien, sogenannte Cross-Linker benutzt, welche selektiv mit bestimmten reaktiven Regionen von Proteinen binden können. Auf diese Weise werden Proteine miteinander vernetzt und stabilisiert. Die durch Cross-Linker verbundenen Proteine können mithilfe eines Massenspektrometers analysiert und anschließend mittels Software identifiziert sowie die Position ihrer Wechselwirkung untereinander lokalisiert werden. Denn mittels Massenspektrometrie wird eine Art Fingerabdruck der Proteine detektiert, auf deren ursprüngliche Anordnung in der Zelle dank der Cross-Linker rückgeschlossen werden kann. Leider ist die chemische Reaktion dieser Cross-Linker nicht immer sehr effizient und für alle Aufgabenstellungen geeignet. Um dieses Problem zu lösen, werden bei den Projektpartnern IMP und Uni Wien neuartige Cross-Linker Reagenzien mit verbesserter Reaktivität und speziellen reaktiven Seitenketten zur Anreicherung entwickelt. Ziel ist es, durch die Kombination und Optimierung dieser beiden Strategien sehr saubere Proben in ausreichender Menge herzustellen, in denen die Detektion der Cross-Linker effektiv funktioniert. In einem nächsten Schritt erfolgt dann eine computerbasierte Auswertung der generierten Daten. Hierfür wurde am Campus Hagenberg bereits eine Software namens MS Annika entwickelt, die mehr Cross-Links identifizieren kann als konkurrierende Algorithmen und obendrein noch weniger fehleranfällig ist. Diese Software soll nun weiterentwickelt werden: Mithilfe verschiedenster Algorithmen soll die korrekte und exakte Positionierung der Cross-Links auf den Proteinen weiter verbessert werden. Die Funktionalität wird zusätzlich auf verschiedene Cross-Linker Typen ausgeweitet. In einem finalen Schritt des Projekts soll die neue Methode schließlich auch angewendet werden, um Unterschiede der Proteininteraktionen in Bereichen der Zelle, in denen das Erbgut dicht gepackt ist, und Bereichen, in denen das Erbgut leichter zugänglich ist, zu untersuchen. Nicht zuletzt hilft diese Forschungsarbeit dabei, das Verständnis darüber, wie das Erbgut abgelesen wird, zu vertiefen.

Das FWF-Projekt ist am Center of Excellence TIMed CENTER, Zentrum für technische Innovation in der Medizin, ansiedelt und wird unter der Leitung von Dr. Viktoria Dorfer, MSc am FH Campus Hagenberg umgesetzt.

Fragen zum Projekt?
Projektleitung: FH-Prof. DI (FH) Dr.techn. Viktoria Dorfer, MSc
Kontakt: Viktoria.Dorfer@fh-hagenberg.at

 

 

Forscher*innen des FWF-Projekts HYCOS in einem hybriden Meeting | Bildquelle: Mirjam Augstein/FH OÖ

(A) Schematische Darstellung eines Workflows zur Identifizierung von Crosslinks mit der entwickelten Suchmaschine MS Annika. (B) Identifizierte Crosslinks (in Lila dargestellt) können anschließend anhand der Sequenz oder (C) der 3D Struktur des Proteins (Crosslinks hier in Rot) visualisiert werden. | Bildquelle: CC0 no attribution

Die hier gezeigten Proteine sind NSP7 und NSP8 des SARS-CoV-2. Cross-linking wird u.a. zur Bestimmung struktureller Änderungen der Proteine (wie etwa des NSP8) verwendet, wenn konventionelle Methoden nicht möglich sind. | Bildquelle: CC0 no attribution

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