Chceli by sme získať dva doplnkové mikroskopické systémy na vykonávanie pozorovaní živých buniek, čo umožní fyziologické vyšetrenie. Systém konfokálneho laserového skenovania (CLSM) poskytuje vynikajúce príležitosti pre fluorescenčné manipulácie a merania (fotoaktivácia, fotokonverzia, fotobielenie, Förster rezonančný prenos energie (FRET)); špecifickosť záznamu signálu sa zvyšuje spektrálnou detekciou. V tomto systéme môžeme testy zamerať na menšie oblasti v rámci zorného poľa, voliteľne označené. S mikroskopickým systémom spinning disku (SD) môžeme zaznamenať molekulárne procesy v živých bunkách ešte rýchlejšie ako systém CLSM, dokonca aj pri milisekundovom zázname obrazu v celom zornom poli. Dôležitým aspektom je, že živé bunky sú vystavené menšiemu vystaveniu svetla počas nahrávania, takže môžeme pokračovať v pozorovaní oveľa dlhšie. Systém SD, ktorý sa má obstarať, je vhodný aj na zobrazovanie molekulárnych procesov v bezprostrednej blízkosti povrchu bunky (vo vzdialenosti 100 – 150 nm) so zvýšeným rozlíšením a vysokou rýchlosťou v porovnaní s testami CLSM (TIRF, t. j. úplná vnútorná odrazová mikroskopia). Oba systémy sú schopné zaznamenávať dva fluorescenčné signály súčasne s 2 detektormi (CLSM) a 2 kamerami (SD), takže molekulárne interakcie, zmeny koncentrácie a transportné procesy v živých bunkách sú špecificky sledované v reálnom čase. 14 výskumných tímov zapojených do výberového konania skúma molekulárne a bunkové fyziologické účinky zápalových a autoimunitných ochorení ovplyvňujúcich tvorbu nádorov a metastáz, bunkové procesy nervovej plasticity a samotrávenie buniek (pozri priložené životopisy). Ciele sú široké, ale ich spoločným znakom je, že sa zameriavajú na skúmanie dynamických bunkových biologických zmien v živých bunkách. Mikroskopy, ktoré sa majú obstarať, poskytujú potrebné infraštruktúrne podmienky pre štúdie a vynikajúce vedecké zázemie účastníkov poskytuje potrebnú vedomostnú platformu na implementáciu. Nižšie sú mikroskopické techniky, ktoré sa majú použiť, prezentované v niekoľkých hlavných témach. 1. V rôznych imunitných bunkách (napr. granulocyty, makrofágy, dendritické bunky, lymfocyty) procesy po väzbe ligandu receptorov zohrávajú kľúčovú úlohu v mnohých fyziologických a patologických imunitných procesoch. Napríklad spolupráca medzi doplnkovými receptormi a receptormi rozpoznávania vzorov pre granulocyty dôležité pri zápale, čo vedie k tvorbe neutrofilných extracelulárnych pascí (tzv. NETs). Zmeny intracelulárneho signálu Ca2+ sprevádzajúceho aktiváciu neutrofilov sa môžu testovať pomocou fluorescenčných Ca-indikátorových atramentov (napr. Fluo3/Fluo4) a geneticky kódovaných indikátorov Ca2+ (napr. GCaMP6) na CLSM aj SD systémoch pre bunkové linky schopné tvoriť NET. Mikroskopia TIRF integrovaná v SD je nevyhnutná na monitorovanie adhézie a šírenia rôznych imunitných buniek a procesov v blízkosti povrchu buniek (napr. uvoľňovanie NET). Použitím CLSM a SD systémov, detekciou dvoch fluorescenčných signálov súčasne, môžeme otestovať molekulárne účinky, ktoré riadia fungovanie imunitných buniek (napr. interakcia medzi receptormi, intracelulárny transportný proces) v reálnom čase, v tesnej blízkosti povrchu buniek a paralelne s meraním aktivácie. 2. Homológna rekombinácia je jedným z najúčinnejších spôsobov, ako opraviť chyby v DNA organizmov, zabrániť transformácii rakoviny a vytvoriť nové génové varianty. Okrem prístupu in vitro testujeme v celých organizmoch (červy a zebrafish) DNA-HELICAS, v ktorých subprocesy bunkového delenia, prostredníctvom ktorých molekulárne aktivity a s ktorými proteín partneri podporujú kontrolovanú rekombináciu, presnú chromozómovú segregáciu. Mikroskopy, ktoré umožňujú simultánne a rýchle zobrazenie dvoch fluorescenčných signálov, sú nevyhnutné pre detekciu procesov v organizmoch produkujúcich proteíny, ktoré sa podieľajú na mechanizmoch korekcie chýb s rôznymi fluorescenčnými štítkami. Analýza so systémami CLSM a SD preto dopĺňa vykonané merania s už existujúcim dvojfotónovým mikroskopickým systémom. 3. V posledných rokoch, vývojom molekulárnej technológie tetovania, sme dosiahli prelomové výsledky v oblasti optofarmakológie. S vývojom ľahko aktivovaných farmaceutických derivátov máme možnosť regulovať určité bunkové biologické procesy v systéme CLSM lokalizáciou určitých mikrometrov. Procesy, ktoré riadia dynamickú transformáciu aktínových kostrových nervových buniek (napr. rast a hľadanie ciest axónov), môžu byť preskúmané s vysokým priestorovým a časovým rozlíšením. Rast axónu MyosinII a akínová dynamika
