Revolūcija mikroskopijā: jauns algoritms paātrina attēlu analīzi!

Revolūcija mikroskopijā: jauns algoritms paātrina attēlu analīzi!

2025. gada 14. jūlijā trīs vadošie pētnieki no Getingenes Georga-August Universitātes Prof. Dr. Lutz Ackermann, Prof. Dr. Timo Betz un Prof. Dr. Jörg Enderlein saņēma nozīmīgu Eiropas Pētniecības padomes (ERC) dotāciju. Šis Proof of Concept (PoC) grants 150 000 eiro apmērā tiks nodrošināts 18 mēnešu periodā un ir paredzēts pētniekiem ar iepriekšēju ERC finansējumu. Finansējums ir paredzēts, lai atbalstītu inovatīvus projektus, kas var dot ievērojamu progresu zinātnē un tehnoloģijā.

Prof. Akermans savu finansējumu koncentrē uz “PhotoElectroFlow” projektu. Tas ietver videi draudzīgas ķīmiskās sintēzes tehnoloģijas izstrādi, kas izmanto saules un elektrisko enerģiju. PhotoElectroFlow galvenais mērķis ir nepārtraukta elektrolizatora izveide, pamatojoties uz fotoelektroķīmisko molekulāro sintēzi.

Inovācijas attēlu analīzē

Vēl viens prof. Betz fokuss ir “BiQ-Cloud” platformas izstrāde. Šīs platformas mērķis ir nodrošināt rentablus analīzes rīkus biomedicīnas pētījumiem. BiQ-Cloud ļauj analizēt mikroskopijas attēlus drošā mākoņa vidē un neprasa dārgu programmatūru vai plašas IT zināšanas. Sistēma pašlaik tiek izmantota, lai analizētu sirds un skeleta muskuļus, un tā kalpo par pamatu izvērsta uzņēmuma dibināšanai.

Turklāt prof. Enderleins strādā pie novatoriskas mikroshēmas “QYieldChip”, ko izmanto, lai izmērītu luminiscences kvantu iznākumu bez kalibrēšanas. Šī tehnoloģija nodrošina precīzus mērījumus dažādās luminiscences sistēmās, un to var izmantot bioattēlveidošanas, materiālu zinātnes, lauksaimniecības un vides sensoru jomās.

Mikroskopijas attīstība

Attēlveidošanas pasaulē starptautiska komanda, kas pēta Tībingenes Universitātē, ir izstrādājusi algoritmu DECODE (Deep COntext DEpendent), kas rada apvērsumu superizšķirtspējas mikroskopijā. Šī metode, kurai 2014. gadā tika piešķirta Nobela prēmija ķīmijā, ļauj gūt detalizētu ieskatu šūnu un nanometriskās struktūrās. Algoritms uzlabo vienas molekulas lokalizācijas mikroskopiju (SMLM), dramatiski samazinot nepieciešamo attēlu skaitu, tādējādi palielinot attēlveidošanas ātrumu pat desmitkārtīgi, bez būtiskiem izšķirtspējas zudumiem.

Programmatūra DECODE lietošanai ir bezmaksas un viegli instalējama, padarot to par vērtīgu rīku pētniekiem. Tajā pašā laikā DECODE kvantitatīvi nosaka lokalizācijas nenoteiktību un izmanto dziļu mācīšanos, lai sasniegtu labākus rezultātus. Šis algoritms tika izstrādāts sadarbībā ar Eiropas Molekulārās bioloģijas laboratoriju (EMBL) Heidelbergā un Janelia Research Campus Virdžīnijā (ASV).

Rezumējot, Getingenes Universitātes finansējums un mikroskopijas sasniegumi parāda, kā var veicināt jauninājumus biomedicīnas pētniecībā un attēlu analīzes jomā. Attēlu apstrādes un jauno tehnoloģiju attīstība var sniegt nozīmīgu ieskatu bioloģisko procesu pamatos, un to varētu plaši izmantot medicīnā un citās zinātnes jomās. Papildinformāciju par šiem projektiem un tehnoloģijām var atrast tīmekļa vietnē Georga Augusta Getingenes universitāte, Jülich pētniecības centrs un Tībingenes Universitāte lai atrastu.