Projekt megnevezése: C. elegans genetikai módosítására alkalmas nagy áteresztőképességű robotikai mikroinjekciós módszer kifejlesztése és alkalmazása betegségek modellezésére
Támogató: Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alap
Kedvezményezett: HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont
Projekt azonosító: 2024-1.2.10-TÉT-IPARI-IL-2024-00030
Konzorciumvezető/Témavezető: Dr. Horváth Róbert
A projekt támogatásának összege: 54 495 000 Ft
A projekt összköltsége: 54 495 000 Ft
Támogatásintenzitás: 100%
Futamidő: 2025.10.01-2028.09.30.
A projekt rövid leírása:
A relativ egyszerűsége ellenére a C. elegans fonálféreg kiváló modellnek bizonyult sok humán betegség molekuláris és sejt szintű vizsgálatára, pl. proteinopátia, neurodegeneratív betegségek, anyagcsere zavarok, izomsorvadás, és a vesével kapcsolatos betegségek esetében. A CRISPR-Cas9 genomszerkesztő rendszer hatékonyan működik a C. elegans-ban, amikor a Cas9 nukleáz, a guide RNS és a DNS javító templátok egyidejűleg kerülnek injektálásra az ivarsejtekbe. A mikroinjektálás folyamata viszont, amely egy munkaigényes (egy féreg egy szúrás) nehéz, manuálisan kivitelezhető módszer, nagyban korlátozza a szokásos laboratóriumi körülmények között genetikailag módosítható szervezetek számát.
Javaslatot teszünk egy automatizált injektáló rendszerre, amely nagymértékben növelné a genom szerkesztési módszer áteresztőképességét, ezzel elősegítve eddig nem vizsgált humán génvariánsok patológiás folyamatokban betöltött szerepének vizsgálatát. A kifejlesztendő rendszer a következő egységekből áll:
(i) egy mikrostrukturált kamrából, amely a férgek immobilizációját majd további feldolgozását teszi lehetővé,
(ii) élő képfelvétel és képanalízis, mely mesterséges intelligencia segítségével azonosítja a gonádokat, amelybe végül a robotvezérelt mikrotű automatikusan képes injektálni a genetikai módosító anyagot.
A C. elegans férgek automatizált genetikai módosítása lehetővé teszi nagy mennyiségű humán genetikai változat tesztelését, és betegség modellek felállítását, melyek tovább vezetnek a nagy áteresztőképességű funkcionális analízishez és így azok patológiás folyamatokban betöltött szerepének azonosításához. A kifejlesztendő, innovatív robotizált rendszer hiánypótló az orvosbiológiában, ezért ipari hasznosítása, későbbi forgalmazása is terveink között szerepel.
A projekt nemzetközi együttműködésben, a Department of Cell and Developmental Biology Faculty of Medicine, Tel Aviv University-vel közösen kerül megvalósításra.
A projekt eredményeihez kapcsolódó publikációink:
Bálint Béres, Robert Horvath. Machine learning across label-free optical measurement platforms for cellular dynamics and biomechanics , Current Opinion in Structural Biology, 2026
Tomaso Zambelli, Orane Guillaume-Gentil, Edin Sarajlic, Georg Papastavrou, Robert Horvath, Gang-yu Liu, Mi Li, Julia A. Vorholt. Fluidic force microscopy, Nature Reviews Methods Primers 2026