Norime įsigyti dvi viena kitą papildančias mikroskopines sistemas gyvų ląstelių stebėjimams atlikti, leidžiančias atlikti fiziologinius tyrimus. Konferencinis lazerinis skenavimas (CLSM) suteikia puikias galimybes fluorescencinėms manipuliacijoms ir matavimams (fotoaktyvacija, fotokonversija, fotobalinimas, Förster rezonansinis energijos perdavimas (FRET)); signalo įrašymo specifiškumą padidina spektrinis aptikimas. Šioje sistemoje mes galime sutelkti bandymus į mažesnius regionus regėjimo lauke, pasirinktinai paskirtą. Su verpimo disku (SD) mikroskopine sistema molekulinius procesus gyvose ląstelėse galime įrašyti dar greičiau nei CLSM sistema, net milisekundžių vaizdo įrašymo greičiu, visame regėjimo lauke. Svarbus aspektas yra tas, kad gyvos ląstelės yra mažiau apšviestos įrašų metu, todėl mes galime tęsti stebėjimus daug ilgiau. Įsigytina SD sistema taip pat tinka molekuliniams procesams rodyti šalia ląstelės paviršiaus (100–150 nm atstumu) su didesne skiriamąja geba ir dideliu greičiu, palyginti su CLSM bandymais (TIRF, t. y. visiško vidinio atspindžio mikroskopija). Abi sistemos gali įrašyti du fluorescencinius signalus vienu metu su 2 detektoriais (CLSM) ir 2 kameromis (SD), kad molekulinės sąveikos, koncentracijos pokyčiai ir transportavimo procesai gyvose ląstelėse būtų specialiai stebimi realiu laiku. Konkurse dalyvavusios 14 mokslinių tyrimų grupių tiria uždegiminių ir autoimuninių ligų, turinčių įtakos navikų formavimuisi ir metastazei, ląstelių nervų plastiškumo procesams ir ląstelių virškinimui, molekulinį ir ląstelių fiziologinį poveikį (žr. pridedamas biografijas). Tikslai yra platūs, tačiau jų bendras bruožas yra tas, kad jais siekiama ištirti dinaminius ląstelių biologinius pokyčius gyvose ląstelėse. Mikroskopai, kuriuos reikia įsigyti, sudaro tyrimams būtinas infrastruktūros sąlygas, o išskirtiniai dalyvių moksliniai duomenys suteikia įgyvendinimui reikalingą žinių platformą. Toliau naudojami mikroskopiniai metodai pateikiami keliose pagrindinėse temose. 1. Įvairiose imuninėse ląstelėse (pvz., granulocituose, makrofaguose, dendritinėse ląstelėse, limfocituose) po ligando jungimosi su receptoriais „dialogas“ tarp receptorių atlieka lemiamą vaidmenį daugelyje fiziologinių ir patologinių imuninių procesų. Pavyzdžiui, bendradarbiavimas tarp komplemento receptorių ir granulocitų modelio atpažinimo receptorių, svarbių uždegimui, dėl kurio susidaro neutrofilų ekstraląsteliniai spąstai (vadinamieji NET). Ląstelėse esančių Ca2+ signalų pokyčius, susijusius su neutrofilų aktyvinimu, galima patikrinti naudojant fluorescencinius Ca-indikatoriaus rašalus (pvz., Fluo3/Fluo4) ir genetiškai užkoduotus Ca2+ rodiklius (pvz., GCaMP6) tiek CLSM, tiek SD sistemose, skirtose ląstelių linijoms, galinčioms formuoti NET. Į SD integruota TIRF mikroskopija yra labai svarbi stebint įvairių imuninių ląstelių ir procesų, esančių šalia ląstelių paviršiaus (pvz., NET atpalaidavimą), sukibimą ir plitimą. Naudodami CLSM ir SD sistemas, vienu metu aptikdami du fluorescencinius signalus, galime patikrinti molekulinį poveikį, kuris kontroliuoja imuninių ląstelių funkcionavimą (pvz., receptorių sąveiką, ląstelių transportavimo procesus) realiuoju laiku, arti ląstelių paviršiaus ir lygiagrečiai su aktyvinimo matavimu. 2. Homologinė rekombinacija yra vienas iš efektyviausių būdų ištaisyti klaidas organizmų DNR, užkirsti kelią vėžio transformacijai ir kurti naujus genų variantus. Be in vitro metodo, mes tiriame ištisus organizmus (kirminius ir zebražuves) DNR-HELICAS, kuriuose ląstelių dalijimosi subprocesai, per kuriuos molekulinė veikla ir su kuriais baltymų partneriai skatina kontroliuojamą rekombinaciją, tikslią chromosomų segregaciją. Mikroskopai, leidžiantys vienu metu ir greitai rodyti du fluorescencinius signalus, yra būtini siekiant aptikti procesus organizmuose, gaminančiuose baltymus, kurie dalyvauja klaidų koregavimo mechanizmuose su skirtingomis fluorescencinėmis etiketėmis. Todėl analizė su CLSM ir SD sistemomis papildo atliktus matavimus su jau esama dviejų fotonų mikroskopine sistema. 3. Pastaraisiais metais, kuriant molekulinės tatuiruotės technologiją, mes pasiekėme novatoriškų rezultatų optofarmakologijos srityje. Kurdami šviesos aktyvuojamus farmacijos darinius, turime galimybę reguliuoti tam tikrus ląstelių biologinius procesus CLSM sistemoje, lokalizuodami tam tikrus mikrometrus. Procesus, kurie kontroliuoja dinamišką nervų ląstelių aktino skeleto transformaciją (pvz., Aksonų augimą ir ieškojimą), galima ištirti esant didele erdvine ir laikina skiriamąja geba. MyosinII aksono augimas ir aktino dinamika
