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

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

Die Mikroskopietechniken sind entscheidend, um die grundlegenden Prinzipien des Lebens zu verstehen. Dank großer Fortschritte in der Mikroskoptechnologie erzeugen moderne Mikroskope Bilder, die eine erstaunliche Menge an Informationen enthalten. Die erreichbaren Auflösungen, Sichtfelder und Methoden zur Probenvorbereitung verbessern sich stetig, und dadurch wächst die Zahl potenzieller Anwendungen rapide. Die Bildanalyse ist der Schlüssel, um Informationen aus Mikroskopiebildern zu gewinnen. Gleichzeitig wird die qualitativ hochwertige Mensch-Maschine-Kommunikation für die Datenpräsentation und -interpretation immer wichtiger. Im iMOL RTG haben wir ein wissenschaftliches Programm entworfen, das sowohl modernste Technologieentwicklung als auch hypothesengeleitete Lebenswissenschaftsanwendungen umfasst, die das Lehrbuchwissen auf molekularer Ebene in Frage stellen. Wir legen besonderen Wert auf die Schnittstellen zwischen Technik und Anwendungen sowie zwischen Anwendungen und Datenanalyse. Schließlich fließt die Datenanalyse in das Mikroskopdesign und die Hypothesenentwicklung zurück und schließt so den Kreis. Sie bietet Doktoranden aus verschiedenen Disziplinen ein einzigartiges Training in der Mikroskopie-Prototypenentwicklung, modernsten Anwendungen in den Lebenswissenschaften und hochmoderner Bildanalyse. Die iMOL-Doktoranden profitieren von enger Zusammenarbeit innerhalb ihrer Kohorte sowie von sozialen und wissenschaftlichen Veranstaltungen. Andererseits haben die iMOL-PIs eine besondere Verpflichtung zur Lehre und zum Wissenstransfer. Sie unterstützen das Qualifikationsprogramm mit vollem Einsatz. Die rechnerischen Herausforderungen der Mikroskopie wurden bisher nur sporadisch angegangen. Die langjährige systemische Blockade, die die Informationsgewinnung aus Bildern behinderte, wird nur allmählich überwunden. Dies ist auf zwei Hauptfaktoren zurückzuführen: (i) Informatiker, die die notwendigen Algorithmen entwickeln, erhalten oft eine unzureichende Ausbildung in den Lebenswissenschaften, und (ii) Biologen fehlt möglicherweise die Expertise in der Datenverarbeitung, und sie sind sich möglicherweise nicht der relevanten Fortschritte in der Bildanalyse bewusst. Wir haben das Fachwissen, die Kluft zwischen den Disziplinen zu schließen, indem wir an ihren Schnittstellen arbeiten, und die Infrastruktur, um sowohl die Mikroskopie als auch die Bildanalyse zu unterstützen, mit exzellenten Supercomputing-Architekturen und modernsten Mikroskopieeinrichtungen. In Kombination mit der aktiven Lebenswissenschaftsgemeinschaft im Rhein-Main-Gebiet haben wir einen fruchtbaren Boden für den weiteren Erfolg von iMOL.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Beteiligte Institution: Max-Planck-Institut für Biophysik
• Sprecher: Professor Dr. Achilleas Frangakis
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Amparo Acker-Palmer; Professor Dr. Mike Heilemann; Professor Dr. Matthias Kaschube; Bonnie Murphy, Ph.D.; Dr. Francesco Pampaloni, Ph.D.; Professor Dr. Ernst H.K. Stelzer; Dr. Till Stephan; Dr.-Ing. Beata Turonova; Dr. Florian Wilfling; Professorin Dr. Maike Windbergs