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Notiziario Marketpress di
Giovedì 27 Gennaio 2011 |
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SOFTWARE LIBERA I RICERCATORI DAL MICROSCOPIO
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Bruxelles, 26 gennaio 2011 - Scienziati finanziati dall´Ue hanno sviluppato un sistema che libera i ricercatori dall´ingrato lavoro di passare molte ore curvi su un microscopio alla ricerca di cellule interessanti all´interno di grandi campioni. Il sistema è descritto nella rivista Nature Methods da un team guidato dal Laboratorio europeo di biologia molecolare (Embl) in Germania. Il lavoro è stato supportato dall´Ue mediante tre progetti: Mitocheck ("Regulation of mitosis by phosphorylation - A combined functional genomics, proteomics and chemical biology approach"), Mitosys ("Systems biology of mitosis") e Systems Microscopy ("Systems microscopy - a key enabling methodology for next-generation systems biology"). Le tecniche avanzate di imaging permettono ai ricercatori di visualizzare dei processi molto complessi all´interno delle cellule. Tuttavia, un campione grande di cellule ne potrebbe contenere solo alcune che stanno subendo il processo in esame; questo rappresenta un problema in particolare per i processi relativamente rari. Per trovare queste cellule i ricercatori sono costretti a passare ore al microscopio, esaminando le cellule manualmente a caccia di quelle che possono essere usate. Il presente studio descrive un´efficace soluzione software per questo problema. Chiamato Micropilot, il sistema esamina in modo efficace i campioni alla ricerca di cellule interessanti ed esegue su di esse gli esperimenti appropriati. Il sistema comprende un modulo basato sull´apprendimento automatico, in modo da poter essere rapidamente addestrato da un utente a identificare automaticamente le cellule che interessano al ricercatore. Una volta addestrato, Micropilot può essere lasciato da solo a esaminare il campione in una modalità veloce a bassa risoluzione. Quando identifica una cellula che corrisponde alle esigenze dei ricercatori, il sistema passa a una modalità imaging complessa che svolge in modo automatico esperimenti più complicati. Questi possono andare da compiti relativamente semplici, come la registrazione di video al rallentatore ad alta risoluzione, a esperimenti più complicati che usano dei laser per interferire con proteine marcate con molecole fluorescenti. Dal punto di vista dell´hardware il sistema ha bisogno di una piastra del microscopio motorizzata, oltre alla capacità di passare in modo automatico dallo zoom sugli oggetti a quello scanner laser, e di cambiare il filtro a fluorescenza e/o le linee laser. Il team ha testato il suo software su fasi del ciclo di divisione della cellula che sono relativamente veloci, e quindi difficili da cogliere "in azione". Con il software Micropilot, il team è riuscito a determinare quando si formano le strutture chiamate siti di uscita dal reticolo endoplasmatico (Eres) e a gettare nuova luce sui ruoli di due proteine, Cbx1 e Cenp-e, nella condensazione del materiale genetico in cromosomi compatti e nella formazione del fuso che aiuta ad allineare i cromosomi durante la divisione cellulare. Ciò che rende Micropilot particolarmente esaltante è la sua velocità; in sole 4 notti di funzionamento (non sorvegliato), esso ha individuato 232 cellule in 2 fasi particolari della divisione cellulare e ha svolto complessi esperimenti di imaging su di esse. Un operatore al microscopio con esperienza avrebbe invece impiegato almeno un mese, lavorando a tempo pieno, per individuare queste cellule in un campione che ne contiene migliaia. "Micropilot [...] libera i biologi cellulari dal tedioso lavoro della ripetitiva generazione manuale di dati," mette in evidenza il team. ´´Esso può essere adattato praticamente a qualsiasi sistema di imaging che permette l´automazione e il controllo online basati sui risultati della classificazione delle immagini mediante visione artificiale." Il team conclude: "In tre allestimenti sperimentali indipendenti, [Micropilot] ci ha permesso di analizzare statisticamente dei processi biologici in dettaglio, e rappresenta quindi un efficace strumento per la biologia dei sistemi." Il software si avvia a diventare uno strumento chiave nei progetti finanziati dall´Ue Mitosys e Systems Microscopy, che hanno ricevuto 10,2 e 12 milioni di euro nell´ambito del Settimo programma quadro (7° Pq). L´altro progetto finanziato dall´Ue che ha contribuito a questa ricerca, Mitocheck, ha ricevuto 8,6 milioni di euro nell´ambito del Sesto programma quadro (6° Pq). Per maggiori informazioni, visitare: Laboratorio europeo di biologia molecolare (Embl): http://www.Embl.org Nature Methods: http://www.Nature.com/nmeth Il software Micropilot è disponibile su: http://www.Embl.de/almf/almf_services/hc_screeing/micropilot/ Mitocheck: http://www.Mitocheck.org/ Mitosys: http://www.Mitosys.org/ http://cordis.Europa.eu/fetch?caller=fp7_proj_en&action=d&rcn=97657 |
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