צוות בראשות פרופסור Seo Dae-ha מהמחלקה לפיזיקה וכימיה ב-DGIST (הנשיא Lee Kun-woo) פיתח טכנולוגיית מיקרוסקופיה חדשה בזמן אמת וצפה בהצלחה בהתנהגותם של "חלבונים מוטוריים", שעשויים להחזיק את המפתח ל פתיחת אסטרטגיית הובלת החומר היעילה של תאים. צוות המחקר השתמש בבדיקת ננו-חלקיקים, מיקרוסקופיה ברזולוציה גבוהה ואלגוריתם פורייה טרנספורמציה לפיתוח "מיקרוסקופיה פלסמונית מבוססת טרנספורמציה פורייה" (מיקרוסקופיה FT-pdf) עם דיוק מיקום וזוויתי השווה למיקרוסקופ אלקטרונים, והשגת הרמה הגבוהה ביותר של מיקרוסקופיה אופטית קיימת.
תאים מעבירים חומרים ביעילות דרך שלפוחיות תוך תאיות הנקראות אנדוזומים. חומרים מועברים ליעדם על ידי חלבונים מוטוריים הנעים לאורך רשת מורכבת של מיקרו-צינוריות. התבוננות בתנועה ובסיבוב של האנדוזומים המופיעים בתהליך ההובלה מספקת מידע חשוב להבנת האופן שבו הווסת התחבורה התוך תאית ביעילות, מה שבתורו עוזר להבהיר תפקודים ומחלות של התא.
כדי לדמיין תהליך הובלה זה, צוות המחקר פיתח מיקרוסקופיה FT-pdf המבצעת ניתוח עם טרנספורמציה פורייה טכניקה באמצעות ננו-חלקיקים שיש להם "תלות בזווית קוטבית". תמונות של אותות הפיזור הנצפים על ידי אור מקוטב מסתובב נלכדות ברציפות לאורך תקופה ארוכה, ובשילוב עם טכנולוגיית מעקב קיימת של חלקיקים בודדים, ניתן לצפות בתנועה ובסיבוב של חלקיקים בזמן אמת.
באמצעות מיקרוסקופ פלסמוני של שדה אפל, צוות המחקר גילה דפוסים זמניים (מאפיינים של סדרות זמן גבוהות) בתנועות הסיבוב של אנדוזומים בתאים, שאותם הם פירשו כדומים לאסטרטגיית למידת החיזוק של רובוטי ניווט או מנועי חיפוש באינטרנט. ניתן לנתח את האסטרטגיה בזמן אמת של הובלת אנדוזום וליישם על מודלים של תאי מחלה כדי להסביר ולאבחן את הגורם למחלות.
כפי שמוצג במחקר זה, נראה כי תאים רגילים המרכיבים את גוף האדם מצוידים בטכנולוגיית למידת נתונים של רובוטים שבני אדם מפתחים באופן פעיל".
פרופסור Seo Dae-ha, המחלקה לפיזיקה כימית ב-DGIST
"אסטרטגיה ברמה מולקולרית זו מכילה את המפתח להובלת חומרים מדויקת והיא נושא מחקר נוסף. תוצאת המחקר שלנו צפויה לתרום להבנה ולאבחון של מחלות בעתיד באמצעות יישומו על תאים חולים", הוסיף פרופ' סאו.
המחקר נתמך על ידי משרד המדע והתקשוב וקרן המחקר הלאומית של תוכנית המחקר הבסיסי ומרכז המחקר ההנדסי של קוריאה (ERC), פרויקט חדשנות המחקר האתגרי הגדול של DGIST (D-GRIP) ותוכנית HRHR+. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת הבינלאומי מדע מתקדם (IF 15.1).
