Na Wydziale Biologii UAM rozpoczęły się prace nad utworzeniem pierwszego w Polsce supernowoczesnego Centrum Krioobrazowania (Cryo-Imaging Centre). Szef zespołu projektowego prof. UAM Sławomir Samardakiewicz uważa, że to ogromna szansa dla naszej uczelni, ale też spore wyzwanie inwestycyjne i organizacyjne. Wtóruje mu prof. UAM Zbigniew Adamski, mówiąc, że powstanie centrum dosłownie otworzy nam okno na świat.
Obaj nasi rozmówcy pracują w istniejącym od 55 lat Laboratorium Mikroskopii Elektronowej i Konfokalnej. Ogromne doświadczenie, świetny zespół jak i przychylność władz rektorskich oraz dziekańskich sprawiają, że marzenie może stać się faktem. Tym bardziej że inicjatywa poznańskich naukowców spotkała się z pozytywną oceną Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, czego wyrazem było wpisanie jej na Polską Mapę Drogową Infrastruktury Badawczej.
– Wpisanie na ową listę stanowi dla nas sygnał, że państwo polskie traktuje ten kierunek badań w sposób priorytetowy – mówi prof. Sławomir Samardakiewicz. – Fakt ten otwiera też przed nami odrębne źródła finansowania ściśle związane z Polską Mapą Infrastruktury Badawczej.
Nie będzie tanio, ale…
Projekt nie będzie, bo nie może być, tani. Naukowcy przewidują, że koszt powstania centrum sięgnie kilkudziesięciu milionów złotych. Trudno się temu dziwić, skoro rozwój technik mrożeniowych w ostatnich latach sprawił, że obecnie stosowanie kriomikroskopii nie tylko znacząco podnosi jakość obrazowania, ale przede wszystkim stwarza zupełnie nowe możliwości badawcze. Wyrazem tego jest między innymi przyznanie Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 2017 roku za opracowanie metody obrazowania struktury białek z wykorzystaniem wysokorozdzielczej kriomikroskopii elektronowej.
– Wprowadzenie tej metody pozwoliło po raz pierwszy na obserwację struktury cząsteczek i kompleksów białek w rozdzielczości niemal atomowej, w stanie najbardziej zbliżonym do naturalnego – mówi prof. Sławomir Samardakiewicz. – Jak ważne było wdrożenie tej technologii w praktyce, mogliśmy się przekonać na początku pandemii COVID-19. Dzięki możliwości szybkiego zobrazowania struktury kolców koronawirusa SARS-CoV-2, za pomocą wysokorozdzielczego kriomikroskopu elektronowego, udało się w rekordowym tempie opracować odpowiednią szczepionkę – wyjaśnia.
Naukowcy przekonują, że techniki mrożeniowe w mikroskopii pozwalają również zachować właściwości immunogenne materiału biomedycznego (co jest ważne na przykład przy diagnozowaniu chorób za pomocą technik immunologicznych) oraz rzeczywisty skład chemiczny próbek mikroskopowych (niezbędny w mikroskopowych analizach składu pierwiastkowego). W przypadku niektórych materiałów (na przykład polimerów) ich obrazowanie za pomocą mikroskopii elektronowej jest możliwe jedynie w stanie zamrożonym. Ogromną zaletą technik mrożeniowych jest nie tylko skrócenie czasu, ale również znaczne zmniejszenie kosztów przygotowywania próbek w stosunku do klasycznych metod. Warto dodać, że stosowanie metod kriomikroskopowych umożliwia publikowanie wyników badań w czasopismach z najwyższej półki i może znacząco polepszyć wyniki parametryzacji uniwersytetu – z mikroskopów korzystają naukowcy z licznych wydziałów UAM, nie tylko z Wydziału Biologii. Bez nowoczesnej bazy aparaturowej publikowanie prac w takich czasopismach może być znacznie utrudnione, a czasem nawet wykluczone.
– Zamierzamy pozyskiwać środki między innymi z finansowania przez Unię Europejską projektów związanych z infrastrukturą badawczą. Właśnie został ogłoszony konkurs, w którym bierzemy udział – dodaje prof. Sławomir Samardakiewicz.
Centrum interdyscyplinarności
Jak już wspomnieliśmy, głównym celem planowanego przedsięwzięcia jest stworzenie pierwszego w Polsce i wyjątkowego w skali europejskiej centrum stanowiącego kompleksowe rozwiązanie w zakresie obrazowania mikroskopowego na podstawie technik mrożeniowych. W założeniach zasadniczy trzon infrastruktury badawczej centrum mają stanowić różne typy kriomikroskopów, zarówno optyczne, jak i elektronowe. Istotnym elementem wyposażenia będą także unikatowe urządzenia do zamrażania próbek oraz ich kriotransferu pomiędzy urządzeniami (nie tylko w obrębie centrum, ale także w ramach wymiany próbek z innymi jednostkami badawczymi).
– Chcemy silnie współpracować z poszczególnymi jednostkami UAM – przyznaje prof. Zbigniew Adamski. – W założeniach centrum ma służyć nie tylko przedstawicielom nauk ścisłych i technicznych, ale także humanistycznych (na przykład archeologii). W przyszłości widzimy je jako ważny ośrodek badań interdyscyplinarnych. Nie zaniedbamy też działalności edukacyjnej. Będzie ona obejmować zarówno szkolenie kadr naukowych, jak i popularyzację wiedzy w społeczeństwie.
– Pragniemy zaistnieć w świadomości naukowej całego miasta, dlatego naszą ofertę kierujemy do całego środowiska naukowego, ale też do jednostek badawczo-wdrożeniowych i przemysłu. Zależy nam na wdrożeniach – deklaruje prof. Samardakiewicz. – Już teraz otrzymujemy niezwykle pozytywne reakcje, a projekt spotyka się z niezwykłym zainteresowaniem. Chcemy jednak, aby głównym rezultatem działalności Centrum Krioobrazowania były efekty naukowe. W wielu przypadkach będą one miały charakter nie tylko poznawczy, ale także aplikacyjny – zapowiada.
Wyniki uzyskane dzięki technikom krioobrazowania można wykorzystać w badaniach dotyczących między innymi zdrowia człowieka (na przykład badania nad opracowaniem nowych terapii celowanych w leczeniu chorób), zrównoważonego rolnictwa (na przykład opracowanie metod zapobiegania chorobom roślin uprawnych), ochrony środowiska i zachowania bioróżnorodności (na przykład zwiększenie efektywności fitoremediacyjnej roślin; opracowanie metod kriogenicznych w celu zachowania zasobów genowych gatunków zagrożonych oraz ważnych gospodarczo), bezpiecznej i efektywnej energii (na przykład opracowanie nowych ogniw akumulatorowych) oraz nowoczesnych technologii materiałowych (na przykład projektowanie czujników kwantowych, technologie kosmiczne).
Czytaj też: Prof. Krzysztof Sobczak z finansowaniem na badania
Uzupełnić bazę uczelni
– Projektowane Centrum Krioobrazowania ma powstać na terenie Wydziału Biologii UAM. Nasza jednostka w przyszłości uzupełni bazę aparaturową uniwersytetu i nie będzie w żaden sposób konkurencyjna wobec tych centrów, które już istnieją – mówi prof. Zbigniew Adamski. – Co więcej, dzięki owym ośrodkom badawczym będziemy w stanie stworzyć bardziej kompleksową ofertę dla przemysłu. Liczymy na współpracę. Techniki mrożeniowe, czyli Nagroda Nobla z 2017 roku, będą się rozwijały i mamy szansę stworzyć na UAM szkoleniowy hub dla całej Polski, bo dziś, aby się nauczyć owych technik, trzeba jeździć za granicę. Nasi studenci mogliby dzięki temu być przygotowani do pracy na całym świecie.
Zdaniem poznańskich naukowców dodatkowym atutem planowanego centrum jest również skupienie w jednym miejscu różnych typów kriomikroskopów, kompatybilnych dzięki technice mikroskopii korelacyjnej. Tym samym oferowana infrastruktura centrum ma stwarzać szerokie możliwości nowoczesnych badań mikroskopowych i jednocześnie stanowić doskonałe miejsce dla działań interdyscyplinarnych. Ma temu sprzyjać również otwarty charakter centrum. Zakłada się, że w ramach jego oferty będą realizowane projekty badawczo-naukowe i rozwojowe oraz edukacyjne w różnorodnych formach, co umożliwi wykorzystanie infrastruktury centrum przez przedstawicieli między innymi nauki i sztuki, medycyny, gospodarki, rolnictwa czy też ochrony przyrody przy fachowym wsparciu wykwalifikowanej kadry centrum.
– Wszystkich, którzy są zainteresowani tworzeniem, a w przyszłości korzystaniem z unikalnej infrastruktury badawczej Centrum Kriomikroskopii, zapraszamy do współpracy. Jesteśmy otwarci na różne formy kooperacji, zarówno naukowej, badawczo-wdrożeniowej, edukacyjnej, jak i komercyjnej – deklaruje prof. Sławomir Samardakiewicz.
