Mjukvara för att studera snabb dynamik med frielektronlaser
- Diarienummer
- ITM17-0455
- Start- och slutdatum
- 190101-221231
- Beviljat belopp
- 7 915 468 kr
- Förvaltande organisation
- Uppsala University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Amyloidfibrer finns i våra celler och är inblandade i mer än 20 stycken sjukdomar som drabbar människor, som sträcker sig från diabetes sill Alzheimers. Trots detta så har vi inte lyckats studera hur dessa fibrer bildas eftersom processen involverar många snabba strukturförändringar. Detta är ett av många exempel på att mycket snabb molekyldynamik spelar en viktig roll och svårigheten att studera denna typ av dynamik hindrar forskning som annars skulle kunna hjälpa miljontals människor. Röntgenlasrar kan ge oss en unik möjlighet att studera just snabba dynamiska system eftersom de avger röntgenpulser snabbare än 100 fs och alltså snabbare än biologiska processer. Dessutom är det möjligt att samla in stora mängder data, upp till 80 miljoner diffraktionsmönster per dag. Tyvärr så saknar vi idag etablerade algoritmer för att separera data från molekylens enskilda tillstånd från dessa dataset. Det här projektet syftar till att skapa dessa algoritmer och göra dem tillgängliga för den växande skara forskare som intresserar sig för denna metod. Min målsättning är att all mjukvara ska vara tillgänglig och lättanvänd, samt att göra den mjukvaruoptimering som behövs för att kunna hantera de enorma dataset som väntar oss. Detta skulle göra röntgenlaserns potential för att studera snabba system tillgänglig för strukturbiologer runt om i Sverige och världen.
Populärvetenskaplig beskrivning
Amyloid fibrer finns i våra celler och är inblandade i mer än 20 stycken sjukdomar som drabbar människor, som sträcker sig från diabetes sill Alzheimers. Trots detta så har vi inte lyckats studera hur dessa fibrer bildas eftersom processen går så snabbt att vi inte kan se dem med till exempel elektronmikroskopi. Detta är ett av många exempel på att mycket snabba skeenden på molekylnivå spelar en viktig roll inom biologin och att svårigheten att studera denna typ av dynamik hindrar forskning som annars skulle kunna hjälpa miljontals människor. Röntgenlasrar kan ge oss en unik möjlighet att studera just snabba dynamiska system eftersom de röntgenpulser som de avger är snabbare än biologiska processer, ja till och med lika snabba som vibrationerna hos enskilda atomer. Dessutom är det möjligt att med en röntgenlaser samla in stora mängder data, från upp till 80 miljoner enskilda molekyler per dag. Tyvärr så saknar vi idag etablerade analysprogram för att separera data från de olika varianterna av molekylen, alltså till exempel från de olika tidsrutorna i filmen som visar hur till exempel fibrerna skapas. Målet med det här projektet är att skapa dessa program och göra dem tillräckligt lättanvända för att den växande skara forskare som intresserar sig för denna metod ska kunna använda dem utan att själva behöva bli programmerare. Min målsättning är att alla mjukvarudelar ska vara både tillgängliga och lättanvända, samt att programmet är optimerat för att kunna hantera riktigt stora mängder data. Detta skulle göra det möjligt att till fullo utnyttja potentialen för strukturbiologi som finns hos röntgenlasrar och skulle göra den tillgänglig för strukturbiologer över hela världen att använda på just sina prover.