nPRISM

Infrastructuur en gebruikersdiensten 

nPRISM beschikt over ultramoderne instrumenten voor beeldvorming, manipulatie en high-throughput analyse van individuele biomoleculen met uitzonderlijke precisie en temporele resolutie. Fluorescentiemicroscopen voor afzonderlijke moleculen, waaronder beeldvormingssystemen met superresolutie, maken nanometerlokalisatie en realtime tracking van biomoleculen in vitro en in levende cellen mogelijk. Het centrum biedt AFM en high-speed AFM (HS-AFM), waarbij de laatste realtime visualisatie van biomoleculaire dynamica op nanometerschaal tot videosnelheden (20 frames per seconde) mogelijk maakt. Voor manipulatie van afzonderlijke moleculen beschikt de faciliteit over optische pincetten, akoestische krachtspectroscopie en magnetische pincetten met hoge doorvoercapaciteit. Deze tests bestaan ook in combinatie met fluorescentie om correlatieve kracht-, koppel- en fluorescentiespectroscopie mogelijk te maken, waardoor gebruikers piconewtonkrachten kunnen toepassen en meten terwijl ze de samenstelling van biomoleculaire complexen met fluorescentie monitoren om moleculaire mechanica, (ont)vouwingsroutes en biomoleculaire interacties te bestuderen. Verder bieden we ook labelvrije microscopie, bijvoorbeeld iSCAT, om complexe moleculaire afmetingen te monitoren. Daarnaast zijn er massaal parallelle beeldvormingsplatforms voor afzonderlijke moleculen beschikbaar voor high-throughput sequencing en moleculaire interactiestudies (SPARXS). 

Aanvullende technologieën zoals fluorescentiecorrelatiespectroscopie (FCS) en fluorescentieresonantie-energieoverdracht van afzonderlijke moleculen breiden de mogelijkheden van het centrum verder uit. Daarnaast ondersteunt het centrum op nanoporiën gebaseerde technologieën, die labelvrije, elektrische detectie en sequencing van biomoleculen zoals DNA, RNA en eiwitten bieden, waardoor gebruikers moleculaire kenmerken kunnen karakteriseren met hoge doorvoer en enkelvoudige molecuulgevoeligheid. Ten slotte ondersteunt het centrum gebruikers ook met geavanceerde data-analyse van hun experimenten. 

Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek 

nPRISM is toegewijd aan het ontrafelen van de fundamentele principes die de biomoleculaire functie beheersen door individuele biologische moleculen direct in beeld te brengen, te onderzoeken en te manipuleren. Traditionele ensemble-gebaseerde biochemische en biofysische methoden leveren gemiddelde metingen over grote populaties, waardoor zeldzame, tijdelijke of heterogene moleculaire toestanden die essentieel zijn voor het begrijpen van biologische processen op moleculair niveau vaak worden gemaskeerd. Technieken op basis van afzonderlijke moleculen overwinnen deze beperkingen door de observatie van moleculaire conformaties, dynamica en interacties op het niveau van afzonderlijke moleculen mogelijk te maken. Door gebruik te maken van geavanceerde fluorescentiemicroscopie, krachtspectroscopie, tijdgeresolveerde elektronenmicroscopie en de mogelijkheden van nanotechnologie, zal het centrum directe visualisatie van biomoleculaire interacties, conformationele veranderingen en de krachten die daarbij betrokken zijn in realtime mogelijk maken.  

Bovendien zal de mogelijkheid om individuele biomoleculen in levende cellen te volgen, inzicht geven in de ruimtelijke en temporele organisatie van biologische routes. De inzichten die worden verkregen uit studies met afzonderlijke moleculen hebben brede implicaties voor synthetische biologie, moleculaire geneeskunde en de ontwikkeling van geneesmiddelen, omdat ze een nauwkeurige karakterisering van biomoleculaire functies mogelijk maken op een niveau dat informatie oplevert voor de ontwikkeling van therapieën. nPRISM zal fungeren als een nationaal centrum voor interdisciplinaire samenwerking, waar biofysici, chemici, structuurbiologen en biomedische onderzoekers samenkomen. Door innovatie in toepassingen met afzonderlijke moleculen te stimuleren, wil het de grenzen van de moleculaire biologie verleggen om transformatieve inzichten te bieden in de fundamentele processen die het leven in stand houden. 

Toegang tot de infrastructuur 

nPRISM zal een open-accessmodel hanteren, waardoor het breed toegankelijk is voor onderzoekers uit de academische wereld, de industrie en de publieke sector. Toegang wordt voornamelijk verleend op basis van wetenschappelijke excellentie via een transparant evaluatieproces van voorstellen. Ongeveer 70% van de capaciteit wordt toegewezen aan academische gebruikers (intern en extern), 20% wordt gereserveerd voor industriële samenwerkingsverbanden en contractonderzoek, en 10% voor publieke doeleinden (onderzoek ter ondersteuning van de volksgezondheid en aanverwante opleidingsprogramma's en workshops). Voor industriële gebruikers geldt een tariefstructuur, terwijl academische toegang wordt gesubsidieerd. Gebruiksstatistieken en toegangsprocedures worden gecontroleerd om een eerlijke verdeling en optimaal gebruik te garanderen.