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Mikroskope, die die Struktur der Membran-Doppelschicht einer Zelle erkennen lassen, Computer, die 6000 Terabyte verarbeiten können, Zellmess-Geräte, die feststellen, ob Krebsbehandlungen wirken. Solche Geräte sind heute essentiell für die Forschung, aber sie sind teuer – Mikroskope etwa können zehn Millionen Franken kosten. Und sie sind so kompliziert in der Bedienung, dass manche nur von Spezialisten, andere erst nach langen Schulungen bedient werden dürfen.
Forschungsinstitute sind deshalb dazu übergegangen, zentrale Serviceeinheiten zu bilden, die Dienste für alle Abteilungen anbieten. In diesen «Service Facilities» führt Fachpersonal Experimente durch, bietet aber auch Schulungen an und befähigt die Forschenden, selbst tätig zu werden.
An der UZH gibt es sieben eigenständig organisierte Technologieplattformen. Sie arbeiten interfakultär, zum Teil auch mit anderen Einrichtungen wie der ETH Zürich, und werden bei der Vergabe von Forschungsmitteln bevorzugt.
Vergangene Woche präsentierten sie sich zusammen mit drei zentralen Einrichtungen am Core Day 2018 –in Vorträgen und einem «Marktplatz» mit Forschungsplakaten. Die Bandbreite reichte dabei vom Protein Crystallization Center, das drei Personen beschäftigt, bis zum Functional Genomics Center Zurich mit 51 Mitarbeitenden. Letzteres Zentrum bietet Forschung und Ausbildung im Bereich der Omics-Technologien (Genomik, Proteomik, Metabolomik) an.
Die drei grössten Technologieplattformen haben insgesamt 2810 aktive Nutzer, starten jährlich 810 neue Projekte und führen 45 Schulungen durch. Zu ihnen gehört neben dem Functional Genomics Center Zurich die Cytometry Facility und das Zentrum für Mikroskopie und Bildanalyse. Alle drei bieten Einsatzmöglichkeiten für viele Forschungsbereiche.
Die Zytometrie etwa, das Vermessen von Zellen, ist ein Verfahren, das die Analyse von Zellen in Flüssigkeiten erlaubt, die in hohem Tempo einzeln an einer elektrischen Spannung oder einem Lichtstrahl vorbeifliessen. Je nach Form, Struktur und/oder Färbung der Zellen werden Effekte erzeugt, aus denen die Eigenschaften der Zelle abgeleitet werden können. So können menschliche Proben analysiert werden, etwa Blut, Sperma oder Hirnflüssigkeit. Aber auch Limnologen nutzen die Technik für Gewässerproben, in denen sie Interaktionen von Bakterien und mikrobiologische Prozesse untersuchen.
Als aktuelles Einsatzgebiet nannte Christina Ewald am Core Day eine Studie, in der untersucht wurde, welche Medikamente sich bei Hirntumoren als wirksam erwiesen haben. «Das geht stark in Richtung personalisierter, individualisierter Medizin», sagt Ewald. Die Abteilung bietet dabei an verschiedenen Standorten der UZH und der universitären Kliniken technische Expertise, theoretisches und praktisches Training und auch einen Zellsortierungsservice an.
Noch grösser ist das Einsatzgebiet der Technologieplattform «Zentrum für Mikroskopie und Bildanalyse» (ZMB). Der Hauptsitz ist auf dem Campus Irchel, aber die Mitarbeitenden arbeiten für alle Biowissenschaften. Mitarbeiterin Caroline Aemisegger erläuterte am Core Day, wie die Gruppe mit ihren Mikroskopen lebende Materialien wie Zellen, Organismen und Proteine durchleuchtet, um etwa neurodegenerative Krankheiten zu erkennen.
«Ich lege so viele 2D-Bilder von Zellkernen übereinander, bis ich den Aufbau des Kerns wie in 3D untersuchen kann», erläutert Aemiseggers Kollege Johannes Riemann. Seit sich mit der Methode des «Tissue Clearing» auch undurchsichtige Gewebe so aufklären lassen, dass sie transparent werden, ist das Angebot noch grösser geworden.
Die Mitarbeitenden des Zentrums geben auch Schulungen, damit die Forschenden das Material optimal präparieren und selbstständig an den Elektronen- oder den Lichtmikroskopen arbeiten können. Hinzu kommt das Gebiet der Bildanalyse, für das das Zentrum Hard- und Software bereitstellt, mit der Bilder bearbeitet und statistisch ausgewertet werden können.
Spezifischere Einsatzgebiete haben etwa Zurich Integrative Rodent Physiology (ZIRP) zur Analyse von Nagetierphysiologie, Nanobody Service Facility (NSF) mit der Produktion und Selektion von hochspezifischen Antikörper-Fragmenten, Viral Vector Facility (VVF), die virale Vektoren für präklinische Anwendungen produziert, und das Magnetresonanztomographie-Zentrum (MRZ).
Letzteres ist auf dem Gelände der Psychiatrischen Universitätsklinik und der Klinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie und Psychotherapie angesiedelt, in einem «charming little stable», wie Philipp Stämpfli das Haus in seinem Vortrag passend beschrieb. Darin stehen Maschinen, die mit bildgebenden Verfahren dafür sorgen, dass die Krankheitsbilder von Patienten individueller und personalisierter erstellt werden können.
Und weil all diese Facilities und die Forschung mit immer grösseren Datenmengen arbeiten, unterstützt die Zentrale Informatik S3IT mit Beratung, Training und der passenden Computer-Infrastruktur. Im Notfall auch mit dem Supercomputer Piz Daint. Europas stärkster Supercomputer in Lugano kann über 6000 Terrabyte verarbeiten und ist bisher noch mit jeder Datenmenge klargekommen.
