GRK 2566:  Verknüpfung von Bildanalyse und Molekularen Lebenswissenschaften (Imol)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin ; Informatik ; Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 414985841

Das Graduiertenkolleg „Verknüpfung von Bildanalyse und Molekularen Lebenswissenschaften (Imol GRK)“ widmet sich der Ausbildung in modernen Methoden der Mikroskopie und der Bildanalyse. Die technologischen Entwicklungen in der Licht- und Elektronenmikroskopie haben das Verständnis biologischer Prozesse auf vielen räumlich-zeitlichen Skalen mit unterschiedlichen Auflösungen erweitert. Bilddatensätze sind gigantisch groß, extrem reich an Informationen und anspruchsvoll in der Analyse. Die effektive Nutzung, der in komplementären Bildern verborgenen Informationen, befindet sich derzeit in einer systemischen Sackgasse: Informatiker und Physiker erhalten erst gegen Ende ihrer ursprünglichen Karriere eine angemessene Ausbildung in den Lebenswissenschaften; gleichzeitig fehlt es Biologen an der Datenverarbeitungskompetenz, um fortschrittliche Technologien eigenständig einzusetzen. Im Mittelpunkt des Imol RTG stehen hypothesengetriebene Anwendungen in den Lebenswissenschaften, die das Lehrbuchwissen in Frage stellen. Hierbei werden wir uns auf die Neurowissenschaften konzentrieren und unter anderem Zell-Zell Verbindungen der Blut-Hirn-Schranke und neurodegenerative Prozesse analysieren. Wir werden ein neuartiges Forschungsprogramm schaffen, das Bildanalyse mit den molekularen Lebenswissenschaften verbindet. Graduierten der Informatik, Physik und Biologie werden wir helfen, einander zu verstehen und synergistisch zu arbeiten. Wir werden das Design, die Konstruktion und den automatisierten Einsatz von Mikroskopie in multidisziplinären Arbeiten optimieren. Mittels Elektronentomographie, hochauflösender dreidimensionaler Licht- und Raman-Mikroskopie werden wir die Bilddaten in Geweben bis hin zu Makromolekülen über große räumlich-zeitliche Skalen unter verschiedenen Auflösungen analysieren. Um die Bilder zu interpretieren, werden wir Algorithmen entwickeln und auf diversen Plattformen, u.a. auf GPUs und Supercomputern, implementieren, um teilautonome Bildanalysen zu erzielen. Der Lehrplan von Imol RTG ist auf die Durchführung exzellenter Forschung ausgerichtet und zielt auf die interdisziplinäre Unterstützung der Fähigkeiten, die für eine kohärente, effektive und erfolgreiche Promotion erforderlich sind. Imol zeichnet sich durch ein definiertes Bewerbungs- und Auswahlverfahren aus, das eine zusammenhängende Gruppe guter Kandidaten bildet, die enge Betreuung, strukturierte wissenschaftliche Interaktion und ein fein abgestimmtes Angebot an Kursen und Seminaren gewährt. Unser Ziel ist, Graduierten eine optimale Forschungsausbildung sowohl in den Lebenswissenschaften als auch in Mikroskopie und Informatik zu bieten. Damit verfügen die Absolventen über eine solide wissenschaftliche Grundlage für breite Karriereoptionen in Wissenschaft und Industrie.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Hirnforschung
• Sprecher: Professor Dr. Achilleas Frangakis
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Amparo Acker-Palmer; Professor Dr. Mike Heilemann; Professor Dr. Matthias Kaschube; Professorin Dr. Franziska Matthäus; Professor Dr. Ernst H.K. Stelzer; Professorin Dr. Tatjana Tchumatchenko, bis 2/2024; Dr.-Ing. Beata Turonova, seit 4/2024; Dr. Florian Wilfling, seit 3/2024; Professorin Dr. Maike Windbergs