أعلنت مبادرة تشان زوكربيرج (CZI) عن تحدٍ كبير جديد لتطوير تقنيات تصوير رائدة لإحداث تحول في كيفية مراقبة العلماء للخلايا والكائنات الحية وقياسها وفهمها. سيستفيد معهدان قويان تابعان لـ CZI، وهما مركز CZ Biohub San Francisco ومعهد CZ للتصوير البيولوجي المتقدم، من خبراتهما المتكاملة لتشكيل مركز حيوي جديد لا مثيل له في مجال أبحاث تصوير علوم الحياة. سيجمعان فرقهما في حرم جامعي علمي جديد في ريدوود سيتي، كاليفورنيا، المتاخم لمقر CZI الرئيسي.
قبل سكوت فريزر، نائب رئيس برامج المنح العلمية في CZI، دور رئيس معهد تشان زوكربيرج للتصوير اعتبارًا من 1 أبريل. سيقود التحدي الكبير الجديد وسيعمل مع معهد CZ للتصوير ومركز CZ Biohub San Francisco وقادة CZI لوضع الأساس لتشكيل المعهدين لمركز حيوي جديد، والذي سينضم إلى المعاهد الحالية في شبكة CZ Biohub. يشتهر الدكتور فريزر بعمله المبتكر في التصوير البيولوجي كأستاذ للعلوم البيولوجية والهندسة الطبية الحيوية. تشمل إنجازاته تطوير تقنيات لتصوير العمليات البيولوجية في الكائنات الحية، والنهوض بالتصوير رباعي الأبعاد لتطور الأجنة، وإنشاء طرق لتتبع الخلايا والجزيئات.
البناء على نموذج المركز الحيوي الناجح
كان مركز سان فرانسيسكو الحيوي أحد أولى رهانات CZI الكبيرة في العلوم، بما في ذلك نموذج CZI القوي لتمكين البحث الذي يجمع بين تخصصات مختلفة لمعالجة التحديات العلمية الكبيرة. في مركز سان فرانسيسكو الحيوي، يطور العلماء والمهندسون أدوات متطورة تعزز فهم أنظمة الخلايا الديناميكية عبر المقاييس في الحالات الصحية والمرضية. أسفر عملهم عن خريطة كاملة هي الأولى من نوعها لتطور جنين سمك الزرد وأطلس خلية بشرية مسودة أولى لـ أكثر من 1.1 مليون خلية.
ألهم نجاح نموذج المركز الحيوي التعاوني نهج مركزين حيويين آخرين في شيكاغو ونيويورك، بالإضافة إلى معهد تشان زوكربيرج للتصوير، الذي يركز على بناء تقنيات تصوير وأدوات تصور جديدة للكشف عن الأعمال الداخلية للخلايا وأنظمة الخلايا. من خلال العمل عن كثب مع مجتمع التصوير البيولوجي، سرّع معهد CZ للتصوير بالفعل خط أنابيب التبريد بالتبريد بمقدار 100 ضعف تقريبًا، ويعالج تحديات بحثية حرجة من خلال مبادرات مثل بوابة بيانات التبريد بالتبريد و تحدي التعلم الآلي المصمم لأتمتة وضع العلامات الجزيئية في صور الخلايا ثلاثية الأبعاد - معالجة مباشرة لعنق زجاجة رئيسي في أبحاث بنية الخلايا في الموقع.
إضاءة البنية الديناميكية للأنظمة الحية
تتمثل رؤية Biohub الجديد في تطوير أنظمة تصوير مبتكرة لتسليط الضوء على البنية الديناميكية للأنظمة الحية، مما يجعل ما كان غير مرئي مرئيًا وقابلًا للقياس والفهم. الأنظمة الحية في حركة مستمرة، حيث تتغير الخلايا والأنسجة والأعضاء باستمرار بطرق معقدة ومترابطة. توفر تقنيات التصوير الحالية لقطات ثابتة فقط أو لمحات محدودة لهذه العمليات الديناميكية، تاركة العلماء والأطباء بفهم غير مكتمل لكيفية عمل الأنظمة البيولوجية، وما الذي يحدث بشكل خاطئ في الأمراض. لتغيير ذلك، ستقوم الفرق المدمجة بتطوير تقنيات تصوير رائدة متكاملة مع طرق التحليل الجزيئي التي يمكنها التقاط العمليات البيولوجية عبر مقاييس متعددة - من البروتينات الفردية إلى الكائنات الحية بأكملها. ستتحقق هذه القدرات الجديدة من صحة نماذج الخلايا الافتراضية، وتوجيه استراتيجيات هندسة الخلايا، وكشف مبادئ التنظيم لهندسة الأنسجة.
