ملخص
تقنيات الفحص المجهري الفلوري فائقة الدقة تجعل من الممكن تصور الهياكل النانوية في الخلايا، من خلال تجاوز قدرات الفحص المجهري التقليدي. على مدى العقد الماضي، أدى ذلك إلى سلسلة من الاكتشافات البيولوجية الجديدة مثل الكشف عن التنظيم الجزيئي للجينوم وكيفية تفاعل البروتينات لتحقيق العمليات الخلوية الحيوية. ومع ذلك، هناك تحديات كبيرة عندما يتعلق الأمر بتصوير الهياكل النانوية داخل غشاء الخلية بسبب تضاريسها المعقدة. هناك حاجة إلى تقنيات يمكنها تصوير الهياكل النانوية على نطاقات مكانية كبيرة بالإضافة إلى أدوات تحليل جديدة يمكنها كشف التفاعل بين التنظيم التحت خلوي والعمليات البيولوجية.
في هذا المشروع، ستطبق هندسة وظيفة انتشار النقاط [1] والمجهر الضوئي للصفائح الضوئية [2] لتحسين وتطوير منهجيات الفحص المجهري الجديدة ذات الدقة الفائقة لعمق المجال. سيتم استخدام هذا لرسم الخرائط النانوية لتنظيم البروتين في الخلايا بأكملها وهو أمر حيوي على سبيل المثال. لفهم الآليات الأساسية المشاركة في الاستجابة المناعية [3] وتأثير طي الحمض النووي على المعالجة الجينية [4].
يمتد هذا العمل متعدد التخصصات إلى مجالات بحثية متعددة بما في ذلك: الهندسة البصرية، والتحليل الحسابي (بما في ذلك أساليب التعلم العميق)، وتحسين مسبار الفلورسنت والفيزياء الحيوية (تطبيق الفحص المجهري فائق الدقة لفهم العمليات الخلوية، وخاصة في علم المناعة). وهذا يوفر المرونة فيما يتعلق بتخصيص اتجاه البحث ليناسب اهتماماتك.
سيتم تنفيذ هذا المشروع في مجموعة الفيزياء الجزيئية والنانوية داخل كلية الفيزياء وعلم الفلك، تحت إشراف مشترك مع الدكتور رالف ريختر ومع متعاونين خارجيين في كليات الهندسة والأحياء والطب. يجب أن يتمتع المرشحون بخلفية في الفيزياء أو الهندسة أو الكيمياء أو مجال وثيق الصلة وأن يكون لديهم اهتمام كبير بتطوير الأساليب.
المراجع:
1 كار، أ.ر.، بونيافيك، أ. وآخرون. 2017. دقة فائقة ثلاثية الأبعاد في الخلايا حقيقية النواة باستخدام وظيفة انتشار نقطة الحلزون المزدوج. المجلة الفيزيائية الحيوية، 112(7)، الصفحات من 1444 إلى 1454.
2 بونيافيك، أ.، ماكول، ج. وآخرون. 2018. تصوير الصفائح الضوئية لجزيء واحد للخلايا التائية المعلقة. المجلة الفيزيائية الحيوية، 114(9)، الصفحات من 2200 إلى 2211.
3 سانتوس، أ. م.، بونيافيك، أ. وآخرون. 2018. التقاط الخلايا التائية أثناء الراحة: مخاطر PLL. علم المناعة الطبيعية, 19(3), 203-205.
4 دي أنطونيو، م.، بونيافيك، أ. وآخرون. 2020. تصور جزيء واحد لتكوين DNA G-quadruplex في الخلايا الحية. كيمياء الطبيعة, 12(9), 832-837.
