Logo Universiteit Leiden.

nl en

Met AI gaat letterlijk een wereld open voor de levenswetenschappen

Bacteriën op heterdaad betrapt, diep bevroren terwijl ze op het punt stonden de ziekte van Lyme te veroorzaken. Razend enthousiast is Ariane Briegel over wat ze allemaal kan zien dankzij de drie-eenheid van een vriestechniek, een microscoop met camera en kunstmatige intelligentie. 'Het is fascinerend, elke cel is anders.'

Bacteriën volgen hun 'neus' in de richting van een voedselbron. Nou ja, hun neus: hun receptor-eiwitten. Keurig geordend als een honingraat heeft Briegel gezien hoe ze door celwanden heen prikken. Buiten vangen ze signalen op, binnen zetten ze de cel aan het werk om de goede kant op te zwemmen.

Ariane Briegel, hoogleraar Ultrastructuurbiologie

Van 100 plakjes naar 3D-beeld met slimme software

De camera in Briegels microscoop maakt zo'n honderd foto's van evenveel plakjes van de cel. Slimme software maakt van die honderd foto's een begrijpelijk 3D-beeld. Zo gaat er een wereld open voor Briegel en haar collega's: ze zien in detail hoe structuren en orgaantjes eruitzien in cellen en hoe bijvoorbeeld zoiets als 'in beweging komen' precies gaat in een bacterie.

Het feest is eigenlijk nog maar net begonnen. 'Toen ik twintig jaar geleden promoveerde, maakte ik hooguit twee datasets per dag. Nu maken we er veertig tot vijftig, dat is veel meer dan onderzoekers ooit kunnen bekijken. We willen zelfs nóg grotere projecten aanpakken.' Zoals de anderhalve kilo bacteriën op en in een mens in kaart brengen. Hiervoor ontwikkelt Briegel samen met AI-onderzoekers lerende algoritmen die elk onderdeel van de cel kunnen herkennen en apart intekenen in de beelden. Dat gebeurt nu door menselijke experts, straks volautomatisch.

Infectie, kanker en groei: alles komt in beeld

Tegelijk ontwikkelt Briegels groep met andere labs de microscooptechniek verder: 'We kunnen ook al grotere structuren bekijken, gefixeerd in plastic. De complete darmen van zebravissen bijvoorbeeld. De camera in de microscoop maakt een hele week dag en nacht beelden, met AI proberen we te herkennen waar de interactie met cholera-bacteriën plaatsvindt. Die analyse is nu de uitdaging, daarvoor werken we samen met AI-experts. Of het nu infectie of kanker is of groei: met deze technieken kunnen we binnen de levenswetenschappen vele biologische systemen gedetailleerd ophelderen.

Receptoreiwitten op een cholera-bacterie.
Deze website maakt gebruik van cookies.