Computermikroskop skal give dybere forståelse af celleprocesser

Det nye forskningsprojekt skal ledes af lektor Ilia Solov’yov, Institut for Fysik, Kemi og Farmaci på Syddansk Universitet. Formålet er at muliggøre visualisering af elektroniske processer i celler - hele vejen fra de makroskopiske celle-begivenheder og ned til tilsvarende på atomart niveau.

Gennem de sidste årtier er udviklingen af kraftige computere gået stærkt, og super-computere gør det nu muligt for forskere at udføre ekstremt detaljerede simuleringer af de mikroskopiske processer, der foregår i naturen, og som er vigtige for blandt andet at kunne udvikle ny medicin.

Det er helt centralt at opnå en deltaljeret indsigt i, hvad der foregår inde i en celle. Simuleringer kan give forskerne værdifuld viden om, hvordan et helt biologisk system som en celle kan påvirkes af tilsyneladende små og ubetydelige ændringer i cellens omgivelser. Ikke desto mindre kan sådanne små ændringer føre til molekylære ændringer, som igen kan få en sygdom til at udvikle sig eller en organisme til at reagere anderledes på et lægemiddel.

Beregningsbiologi (computational biology) har i dag udviklet sig til at være et forskningsfelt, der på mange måder kan levere simuleringer af cellulære processer i en kvalitet, der kan sammenlignes med direkte observation. Simuleringerne er i dag så realistiske, at det er muligt at udvikle et mikroskop baseret udelukkende på computersimuleringer.

Oftest arbejder beregningsbiologer med bestemte målestoksforhold og tilvejebringer viden om, hvordan en celle, et protein, et molekyle, et atom eller en elektron hver især ser ud, mens der kun sjældent eller aldrig findes viden om de processer, der beskriver samspillet imellem de enkelte dele.

”Vi har brug for at kunne se og forstå alle relevante processer, der foregår - lige fra den lille kvanteeffekt til de store makroskopiske cellulære processer. Et ’mikroskop’, der kan vise os det, er stærkt efterspurgt, og det vil vi udvikle med bevillingen fra Lundbeck Fonden”, siger Ilia Solov'yov.