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CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
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Smart Multimodal Microscopy for High-Throughput Developmental Biology in Real-Time

Projektbeschreibung

Entwicklungsplastizität mittels Mikroskopie untersuchen

Während der Entwicklung interagieren genetische und epigenetische Faktoren mit Umwelteinflüssen und formen den Phänotyp eines Organismus. Diese Anpassungsfähigkeit des Embryos ist als Entwicklungsplastizität bekannt, doch unser Verständnis dieses Prozesses ist eingeschränkt. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt SmartMic zielt darauf ab, die Grenzen der bestehenden Mikroskopie zu überwinden, da diese nicht zur systematischen Abbildung und Analyse von Embryonen in Echtzeit in der Lage ist. Die Forschenden werden eine neuartige Mikroskopieplattform mit adaptiver Beleuchtung und Detektion konzipieren. Dadurch werden sie sich nur auf relevante Daten konzentrieren können. Durch die Automatisierung des Prozesses und die Analyse mehrerer Proben wird dieses intelligente Mikroskop groß angelegte vergleichende Studien in Echtzeit unterstützen und unser Verständnis der Embryonalentwicklung verbessern.

Ziel

"Fluorescence microscopy is a key technology in our quest to understand fundamental developmental processes of life. High-resolution images recorded in intact, living organisms deliver insights into the complex interplay of molecules, cells and tissues in real time. Even though the resolution of microscopes has been pushed beyond the diffraction limit, providing important insights into the inner workings of single cells, we still lack an understanding of plasticity in development: How does one embryo differ from another and how can we describe the ""average"", stereotypic embryo?
To address this long-standing multi-disciplinary challenge, we propose to develop an entirely novel microscopy hard- and software platform to systematically image and analyze embryos in real time. We will design and assemble a fast and flexible multimodal light-sheet microscope (SPIM) with adaptive illumination and detection from multiple sides. A fundamentally new concept of this proposal is the ability to adaptively change the recording's spatial and temporal resolution during the experiment: The microscope learns to acquire only the data of interest. Using a high-throughput sample feeder, many samples can be automatically pumped through the microscope and imaged within seconds for large-scale comparative developmental studies. Real-time processing will dramatically reduce the size of the data stream and thus, provide for the first time a platform to collect data from hundreds of samples. At the same time, by establishing a model for the observed embryo, we will integrate information from multiple samples to draw statistically relevant conclusions.
Our ground-breaking concept of smart microscopy speeds up the acquisition, reduces the amount of data and limits photo-toxicity. It enables us to address fundamental questions in embryonic development that are out of reach by traditional methods. Smart microscopy will open up a new field of research: systematic real-time developmental biology."

Gastgebende Einrichtung

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Netto-EU-Beitrag
€ 2 000 000,00
Adresse
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 Munchen
Deutschland

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Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 2 000 000,00

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