Бихме искали да придобием две допълващи се микроскопични системи за извършване на наблюдения върху живи клетки, позволяващи физиологични изследвания. Системата за конфокално лазерно сканиране (CLSM) предоставя отлични възможности за флуоресцентни манипулации и измервания (фотоактивиране, фотоконверсия, фотоизбелване, Förster резонансен енергиен трансфер (FRET)); специфичността на записа на сигнала се увеличава чрез спектрално откриване. В тази система можем да съсредоточим тестовете върху по-малките области в зрителното поле, които по избор са определени. С микроскопичната система на въртящия се диск (SD) можем да записваме молекулярни процеси в живи клетки дори по-бързо от CLSM системата, дори при милисекундна скорост на запис на изображения, в цялото зрително поле. Важен аспект е, че живите клетки са обект на по-малко излагане на светлина по време на записите, така че можем да продължим наблюденията много по-дълго. SD системата, която се доставя, е подходяща и за показване на молекулярни процеси в непосредствена близост до клетъчната повърхност (на разстояние от 100—150 nm) с повишена разделителна способност и висока скорост в сравнение с CLSM тестове (TIRF, т.е. пълна вътрешна рефлефираща микроскопия). И двете системи могат да записват два флуоресцентни сигнала едновременно с 2 детектора (CLSM) и 2 камери (SD), така че молекулярните взаимодействия, промените в концентрацията и транспортните процеси в живите клетки да се проследяват специално в реално време. 14-те изследователски екипа, участващи в търга, изследват молекулярните и клетъчни физиологични ефекти на възпалителните и автоимунните заболявания, засягащи образуването на тумори и метастазите, клетъчните процеси на нервна пластичност и самостоятелното храносмилане на клетките (вж. приложените биографии). Целите са широки, но общата им характеристика е, че те имат за цел да изследват динамичните клетъчни биологични промени в живите клетки. Микроскопите, които ще бъдат възложени, осигуряват необходимите инфраструктурни условия за проучванията, а изключителният научен опит на участниците осигурява необходимата платформа за знания за изпълнение. По-долу микроскопичните техники, които трябва да се използват, са представени чрез няколко основни теми. 1. В различни имунни клетки (напр. гранулоцити, макрофаги, дендритни клетки, лимфоцити) процеси след лиганд свързване на рецепторите, „диалог“ между рецепторите играе решаваща роля в много физиологични и патологични имунни процеси. Например, сътрудничеството между рецепторите на комплемента и рецепторите за разпознаване на модели за гранулоцити, важни за възпалението, води до образуването на неутрофилни извънклетъчни капани (т.нар. NET). Промените във вътреклетъчния Ca2+ сигнал, придружаващ активирането на неутрофилите, могат да бъдат тествани с помощта на луминесцентни Ca-индикаторни мастила (напр. Fluo3/Fluo4) и генетично кодирани Ca2+ индикатори (напр. GCaMP6) както на CLSM, така и на SD системи за клетъчни линии, способни да образуват NET. TIRF микроскопията, интегрирана в SD, е от съществено значение за проследяване на адхезията и разпространението на различни имунни клетки и процеси в близост до клетъчната повърхност (напр. освобождаване на NET). Използвайки CLSM и SD системи, чрез едновременно откриване на два флуоресцентни сигнала, можем да тестваме молекулярните ефекти, които контролират функционирането на имунните клетки (напр. взаимодействие между рецепторите, вътреклетъчните транспортни процеси) в реално време, в непосредствена близост до клетъчната повърхност и успоредно с измерването на активирането. 2. Хомоложната рекомбинация е един от най-ефективните начини за коригиране на грешки в ДНК на организмите, предотвратяване на трансформацията на рака и създаване на нови генни варианти. В допълнение към ин витро подхода, ние тестваме в цели организми (червей и зебра) DNA-HELICAS, в които подпроцеси на клетъчно делене, чрез които молекулярни дейности и с кои протеинови партньори те насърчават контролирана рекомбинация, точна хромозомна сегрегация. Микроскопите, които позволяват едновременното и бързо показване на двата флуоресцентни сигнала, са от съществено значение за откриването на процеси в организми, произвеждащи протеини, които участват в механизми за коригиране на грешки с различни флуоресцентни етикети. Следователно анализът с CLSM и SD системите допълва измерванията, извършени с вече съществуващата двуфотонна микроскопична система. 3. През последните години, чрез разработване на молекулярна татуировка технология, ние постигнахме новаторски резултати в областта на оптофармакологията. С разработването на леко активирани фармацевтични производни, ние имаме възможност да регулираме определени клетъчни биологични процеси в CLSM системата чрез локализиране на определени микрометри. Процесите, които контролират динамичната трансформация на актиновите скелети на нервните клетки (напр. растеж и търсене на пътища на аксоните), могат да бъдат изследвани с висока пространствена и времева разделителн...