Vallankumous mikroskopiassa: Uusi algoritmi nopeuttaa kuva-analyysiä!

Vallankumous mikroskopiassa: Uusi algoritmi nopeuttaa kuva-analyysiä!

14. heinäkuuta 2025 kolme johtavaa tutkijaa Göttingenin Georg-Augustin yliopistosta, prof. tri Lutz Ackermann, prof. tri Timo Betz ja prof. tohtori Jörg Enderlein, saivat merkittävän apurahan Euroopan tutkimusneuvostolta (ERC). Tämä 150 000 euron Proof of Concept (PoC) -apuraha myönnetään 18 kuukauden aikana ja se on suunnattu ERC:n aiemman rahoituksen saaneille tutkijoille. Rahoitus on tarkoitettu tukemaan innovatiivisia hankkeita, joilla on potentiaalia mahdollistaa merkittävää tieteen ja teknologian edistystä.

Professori Ackermann keskittää rahoituksensa "PhotoElectroFlow" -projektiin. Tämä tarkoittaa ympäristöystävällisen kemiallisen synteesiteknologian kehittämistä, joka käyttää aurinko- ja sähköenergiaa. PhotoElectroFlow'n päätavoitteena on luoda jatkuvatoiminen elektrolyysilaite, joka perustuu fotoelektrokemialliseen molekyylisynteesiin.

Innovaatioita kuva-analyysissä

Professori Betzin toinen painopiste on "BiQ-Cloud" -alustan kehittäminen. Tämän alustan tavoitteena on tarjota kustannustehokkaita analyysityökaluja biolääketieteen tutkimukseen. BiQ-Cloud mahdollistaa mikroskopiakuvien analysoinnin turvallisessa pilviympäristössä, eikä se vaadi kalliita ohjelmistoja tai laajaa IT-osaamista. Järjestelmää käytetään tällä hetkellä sydän- ja luurankolihasten analysointiin ja se toimii perustana spin-out-yrityksen perustamiselle.

Lisäksi Prof. Enderlein työskentelee innovatiivisen mikrosirun, "QYieldChipin" parissa, jota käytetään mittaamaan luminesenssikvanttituottoa ilman kalibrointia. Tämä tekniikka mahdollistaa tarkat mittaukset erilaisissa luminoivissa järjestelmissä ja sillä on sovelluksia biokuvantamisen, materiaalitieteen, maatalouden ja ympäristön mittauksen aloilla.

Edistystä mikroskopiassa

Kuvantamisen maailmassa Tübingenin yliopistossa tutkiva kansainvälinen tiimi on kehittänyt algoritmin nimeltä DECODE (DEep COntext DEpendent), joka mullistaa superresoluutiomikroskoopin. Tämä kemian Nobelin vuonna 2014 palkittu menetelmä mahdollistaa yksityiskohtaisen näkemyksen solu- ja nanometrisistä rakenteista. Algoritmi parantaa yhden molekyylin lokalisointimikroskooppia (SMLM) vähentämällä dramaattisesti vaadittavien kuvien määrää, mikä lisää kuvantamisnopeutta jopa kymmenkertaiseksi ilman merkittävää resoluution heikkenemistä.

DECODE-ohjelmisto on ilmainen ja helppo asentaa, joten se on arvokas työkalu tutkijoille. Samalla DECODE mittaa lokalisoinnin epävarmuudet ja käyttää syvällistä oppimista parempien tulosten saavuttamiseksi. Tämä algoritmi kehitettiin yhteistyössä Heidelbergissä sijaitsevan European Molecular Biology Laboratoryn (EMBL) ja Janelia Research Campuksen kanssa Virginiassa (USA).

Yhteenvetona voidaan todeta, että Göttingenin yliopiston rahoitus ja mikroskopian kehitys osoittavat, kuinka biolääketieteen ja kuva-analyysin innovaatioita voidaan edistää. Kuvankäsittelyn ja uusien teknologioiden kehitys voi tarjota merkittäviä näkemyksiä biologisten prosessien perusteista, ja niillä voi olla laajalle levinneitä sovelluksia lääketieteessä ja muilla tieteenaloilla. Lisätietoja näistä hankkeista ja teknologioista löytyy verkkosivuilta Georg August Göttingenin yliopisto, Jülichin tutkimuskeskus ja Tübingenin yliopisto löytää.