Automation of super resolution spatial sequencing

הרקע לפרויקט:

במעבדה שלנו חוקרים רקמות בעזרת טכנולוגית ריצוף מולקולרי המאפשרת לדעת, בדיוק ננומטרי, מה מיקומם המרחבי של מאות גנים בתוך הרקמה. טכנולוגיה זו נמצאת בחזית המחקר ואף נכנסת לשימוש בתעשייה. כיום במעבדה הטכנולוגיה מאפשרת אפיון עמוק של מחלת הסרטן, אלצהיימר, אורגנואידים מוחיים ועוד. הטכנולוגיה מבוססת על תהליכים אנזימטיים המתרחשים ברקמה וזיהוי מיקום המולקולות ע"י שימוש במיקרוסקופ כך שמתקבלות מפות גנומיות מדויקות של אזורים שונים ברקמה. בעזרת הריצוף ניתן לדעת היכן כל גן מתבטא ברקמה ומה רמת הביטוי של כל גן. ריצוף של כל גן מטרה כולל ארבעה עד שישה סבבים של פעילות אנזימטית וצילום במיקרוסקופ. כיום שלבי הריצוף האנזימטיים מתבצעים באופן ידני דבר הגורם לתזוזה של הרקמה וקושי לחזור לצלם את אותם אזורים רלוונטיים ברקמה, זמני תפעול ארוכים וביזבוז של כוח אדם. אוטומציה של התהליך תוכל לאפשר להשתמש בטכנולוגיה על מספר גדול יותר של רקמות, שיפור שיכולה להיות לו גם משמעות קלינית.

מטרת הפרויקט:

מטרת הפרויקט היא לתכנן ולבנות מערכת מיקרופלואידית שתאפשר אוטומציה של שלבי הריצוף האנזימטיים תחת המיקרוסקופ. בניית המערכת דורשת תכנון הנדסי מדויק כך שתכיל תא-זרימה (Flow Cell) אשר מותקן על במת המיקרוסקופ. בתוך תא הזרימה יונחו רקמות הניסויי ואל התא יוזרמו אנזימים וראגנטים שונים בזמנים מדוייקים ובטמפרטורות שונות. המערכת כולה צריכה לפעול על יד מחשב המיקרוסקופ ולכן יהיה צורך בהבנת חומרה ותוכנה. הפרויקט אמור לאפשר ריצוף מרחבי אוטומטי בסופר רזולוציה.

תכולת הפרויקט:

הכרת מערכת המיקרוסקופיה הקיימת במעבדה וכן תוכנות האנליזה לצורך הבנה בסיסית של הפרויקט
למידת שלבי הפרוטוקול הנדרשים לאוטומציה
חיבור במת המיקרוסקופ, תא הזרימה, המשאבות והמחשב למערכת אחת
הבנת הפקודות הנדרשות להפעלה מרחוק של המשאבות
יצירת קוד עבודה במטלב (או שפה אחרת) שיאפשר לכלל הרכיבים לפעול יחד
ריצוף לדוגמא והשגת דאטא
סיכום התוצאות

קורסי קדם:

מעבדה מבוא למלמ

דרישות נוספות:

רקע בביולוגיה מומלץ

מקורות:

https://www.alonlab.org/technology