Czterowymiarowy system mikroskopii obrazowania komórki
Ścisła regulacja złożonych procesów biologicznych w czasie i przestrzeni decyduje o normalnych lub nienormalnych zjawiskach fizjologicznych. Naukowcy muszą zarejestrować i zintegrować dane o wielu parametrach czasoprzestrzennych, aby móc rozróżnić procesy normalne od chorobowych. Mając to na uwadze, zespół finansowanego z budżetu UE projektu SYSTEMS MICROSCOPY ("Systems microscopy - a key enabling methodology for next-generation systems biology") opracowuje platformę technologiczną pozwalającą na badanie pojedynczych komórek w trójwymiarowej (3D) przestrzeni oraz czasie. Metoda ta opiera się na zaawansowanej mikroskopii świetlnej, której zastosowanie skutkuje dużymi ilościami danych pochodzących ze zdjęć. Jednym z celów sieci jest stworzenie nowej paneuropejskiej infrastruktury mikroskopowej na potrzeby biologii systemowej. Dotyczy to nowych platform i oprogramowania obrazującego, a także metod statystycznych, bioinformatycznych i modelujących stosowanych w biologii systemowej. Dynamikę komórkową bada się wielowymiarowo, aby zmaksymalizować ilość informacji, które można uzyskać dzięki obrazowaniu żywych komórek. Uczestnicy sieci są szczególnie zainteresowani określeniem procesów podziału i migracji komórek pełniących rolę w biologii nowotworu. Do tego celu stosuje się obrazowanie zmian w czasie, pozwalające wizualizować skutki ograniczania ekspresji kilkuset mitotycznych genów na poziomie pojedynczej komórki. Ponadto naukowcy opracowali model pozwalający na symulowanie procesu mitozy przez klastrowanie i klasyfikację nagrań z podziału komórek. Testy stosowanego w projekcie SYSTEMS MICROSCOPY podejścia translacyjnego wskazały jak dotąd deregulację zestawu genów związanych z mitozą w przypadku podstawnokomórkowego nowotworu piersi. Stosowane w ramach projektu metody, strategie i narzędzia mają szansę znaleźć zastosowanie w wielu procesach związanych ze stanem chorobowym. Unikalne funkcje mikoroskopii systemowej dają szansę szybkiej integracji na polu badawczym biologii systemowej, a także poznania mechanizmów działania leków.