Nowoczesny kriomikroskop elektronowy już w Krakowie!

Nowoczesny kriomikroskop elektronowy już w Krakowie!

Uniwersytet Jagielloński (UJ) kupił, unikalny w skali całego kraju, nowoczesny kriomikroskop elektronowy GLACIOS (Thermo Fisher Scientific) z detektorem Falcon 4. Urządzenie to posiada szczególne znaczenie dla rozwoju biologii strukturalnej. To właśnie badania z użyciem kriomikroskopu elektronowego umożliwiły w marcu 2020 roku, poznanie struktury białka kolca (spike protein) koronawirusa SARS-nCov2. Było to momentem przełomowym w walce z pandemią COVID-19. Kriomikroskop GLACIOS został zakupiony jako główny element projektu – SOLARIS – Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego, który opracowali eksperci z Krajowego Centrum Kriomikroskopii Elektronowej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Inicjatywa ta uzyskała dofinansowanie ze środków Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, w ramach konkursu ogłoszonego przez Ośrodek Przetwarzania Informacji – Państwowy Instytut Badawczy (OPI PIB).

Celem projektu SOLARIS – Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego jest stworzenie unikalnego w kraju i konkurencyjnego w skali światowej laboratorium, wyposażonego w kriomikroskop elektronowy GLACIOS (Thermo Fisher Scientific) z nowoczesnym detektorem Falcon 4. Urządzenie to posiada szczególne znaczenie dla rozwoju biologii strukturalnej, pozwalając na rozwiązywanie złożonych struktur biologicznych w niespotykanym dotąd tempie.

Unikatowa oferta dla polskiej nauki i sektora prywatnego
– Do niedawna w naszym kraju niedostępne były urządzenia odpowiednie do prowadzenia prac badawczych z użyciem wysokorozdzielczej kriomikroskopii elektronowej. Wprowadzenie tej metody jest kluczowe, aby polska nauka pozostała w głównym nurcie badań w wielu dziedzinach, zaczynając od biologii molekularnej, przez biofizykę, biologię komórki aż po nanotechnologię. Warto wspomnieć, że nasz projekt otwiera zupełnie nowy rozdział w historii rozwoju NCPS SOLARIS. Jego efektem jest pierwsze, kompleksowe laboratorium kierujące swoją ofertę do sektora prywatnego, w szczególności przedsiębiorstw z branży farmaceutycznej i biotechnologicznej. Wprowadzenie oferty w obszarze kriomikroskopii zwiększa zainteresowanie ośrodkiem w aspekcie geograficznym i naukowym oraz wspiera budowanie rozpoznawalności marki SOLARIS poza granicami kraju, także w sektorze przemysłu – mówi dr Michał Rawski, członek zespołu Krajowego Centrum Kriomikroskopii Elektronowej UJ.
Realizacja projektu niesie ze sobą niezaprzeczalne korzyści dla polskiej nauki, włączając krajowe środowisko naukowe w grono światowych liderów w dziedzinie biologii strukturalnej. Badania z wykorzystaniem kriomikroskopii stają się niezbędną i integralną częścią procedur optymalizacyjnych dla wszystkich rodzajów leków.
– Cieszę się, że w ramach ogłoszonego przez OPI PIB konkursu, mogliśmy dofinansować projekt SOLARIS. Inicjatywa ta jest niezwykle potrzebna, o czym najlepiej świadczy wykorzystanie kriomikroskopii do walki z pandemią COVID-19. Polska nauka ma olbrzymi potencjał, dlatego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój przeznaczamy środki na nowoczesną infrastrukturę badawczą – mówi Joanna Kuszlik-Cichosz, zastępca dyrektora ds. administracji w Ośrodku Przetwarzania Informacji – Państwowym Instytucie Badawczym (OPI PIB).

Wsparcie w walce z nowotworami, chorobą Alzheimera i otyłością
Kriomikroskopia, będąc doskonałą metodą badania mechanizmu działania leków biologicznych, pozwoli na zintensyfikowanie prac nad projektowaniem ich nowych nośników, jak również zwiększenia ich swoistości i powinowactwa. Co więcej, możliwość uzyskania wyników nieosiągalnych przez wiele lat z użyciem rutynowych technik badawczych, ułatwi zrozumienie procesów odczytywania informacji genetycznej, przewodzenia sygnałów w układzie nerwowym i mechanizmu odkładania złogów białkowych. Przyczyniając się tym samym do ogromnego postępu w leczeniu wielu chorób takich, jak nowotwory i choroba Alzheimera, a także w leczeniu otyłości. Warto wspomnieć, że kriomikroskopia elektronowa, za którą w 2017 roku przyznano nagrodę Nobla, rewolucjonizuje nie tylko biologię strukturalną, ale także posiada ogromny potencjał w innych dziedzinach nauki takich, jak inżynieria materiałowa, chemia czy fizyka.

Nowoczesne laboratorium zacznie działać jeszcze w tym roku
Kriomikroskop elektronowy GLACIOS został już pomyślnie zainstalowany w Krajowym Centrum Kriomikroskopii Elektronowej w Krakowie. Aktualnie trwają ostatnie testy i opracowanie wzorów umów niezbędnych do rozpoczęcia świadczenia usług. W pełni przygotowana została także infrastruktura informatyczna, konieczna do gromadzenia i przetwarzania danych z mikroskopu. Ostatnim elementem projektu, który jest obecnie w trakcie realizacji, jest stworzenie zaplecza dla potrzeb preparatyki i przechowywania próbek oraz zakup dodatkowej instalacji zasilania. Jej celem jest zapewnienie ciągłości i bezpieczeństwa pracy kriomikroskopu. Zakończenie wszystkich prac objętych projektem, planowane jest jeszcze przed końcem 2021 roku.

Ośrodek Przetwarzania Informacji – Państwowy Instytut Badawczy (OPI PIB)
Interdyscyplinarny instytut naukowy i lider w tworzeniu oprogramowania systemów informatycznych dla polskiej nauki i szkolnictwa wyższego. Posiada wiedzę o prawie każdym polskim naukowcu, jego projektach czy aparaturze badawczej. Gromadzi, analizuje i tworzy informacje o sektorze badań i rozwoju, wpływając tym samym na kształt polskiej polityki naukowej. OPI PIB tworzy inteligentne systemy informatyczne dla sektora publicznego oraz wykorzystywane w celach komercyjnych.
Główne obszary badań prowadzonych w instytucie to: algorytmy uczenia maszynowego, algorytmy przetwarzania języka naturalnego, analiza sentymentu, sieci neuronowe, odkrywanie wiedzy z danych tekstowych, interakcja człowiek-komputer (HCI), systemy komputerowego wspomagania decyzji, sztuczna inteligencja.

W działalności badawczej OPI PIB stawia na interdyscyplinarność. Instytut prowadzi badania
w siedmiu laboratoriach skupiających specjalistów z wielu dziedzin. Poza ekspertami od technologii informatycznych
w zespole OPI PIB pracują ekonomiści, socjologowie, prawnicy, statystycy i psychologowie. Konfrontacja różnych podejść naukowych sprzyja dogłębnej analizie zagadnień badawczych i napędza innowacyjność.