15
Календарь конференций
  • 8 – 14 сентября

    Теория особенностей и её приложения к дифференциальным уравнениям и дифференциальной геометрии

  • 17 сентября – 10 декабря

    Серия образовательных мероприятий компании Elsevier по подготовке научных публикаций на английском языке в высокорейтинговых журналах для сотрудников МГУ

  • 8 октября

    Пленарное заседание Седьмого Международного семинара «Беспозвоночные в коллекциях зоопарков и инсектариев»

  • 5 – 6 ноября

    Международная конференция «Язык. Мысль. Текст»

  • 21 – 24 ноября

    XIV Международная научно-практическая конференция «Современные информационные технологии и ИТ-образование»

  • 21 – 24 ноября

    IV Международная научная конференция «Конвергентные когнитивно-информационные технологии»

  • 28 – 30 ноября

    VII Международная научная конференция «Текст: проблемы и перспективы. Аспекты изучения в целях преподавания русского языка как иностранного»

  • 29 ноября

    Кристаллохимия в пространстве и времени: научные чтения, посвященные 70-летию кафедры кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ

  • 4 – 7 декабря

    XLV Международная конференция Общества по изучению культуры США "Иммиграция и американская культура - Immigration and American Culture"

  • 17 сентября – 10 декабря

    Серия образовательных мероприятий компании Elsevier по подготовке научных публикаций на английском языке в высокорейтинговых журналах для сотрудников МГУ

  • 28 – 29 марта

    Четвёртая Открытая Конференция Юных Учёных

Все конференции
Проект «Вернадский»
Гранты Президента РФ
Программы поддержки талантливой молодежи
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
Мероприятия для школьников и учителей
«Университет без границ»
Программы дополни-
тельного образования

Трассирование частиц по Киплингу

Конкурс на лучший метод трассирования частиц — одновременного отслеживания движения сотен-тысяч внутриклеточных органелл, вирусов или молекул, что является важнейшей задачей для клеточной биологии и имеет приложение к поиску лекарств для ряда болезней (в том числе таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона) — не выявил одного безусловного лидера. Методы, представленные всеми участниками — в том числе и профессором МГУ Яннисом Калайдзидисом — по-своему справились с задачей.

В журнале Nature Methods (doi:10.1038/nmeth.2808) опубликована статья, речь в которой идет не об открытии или каком-то другом научном достижении того же рода, а о результатах конкурса научных методов. В ходе мероприятия требовалось найти наиболее верный подход к некой научной проблеме, со своими предложениями в конкурсе участвовало 14 исследовательских групп со всего мира. Авторами статьи являются участники конкурса, ведущими авторами публикации — его организаторы. Подготовка статьи заняла чуть больше года: принята к публикации она была в декабре 2013 года. Суть научной проблемы же была сформулирована в мае 2012 года в Барселоне на Международном симпозиуме по биомедицинским изображениям (IEEE International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI’12)).

«В микроскопии живых клеток одновременное отслеживание движения от сотен до тысяч внутриклеточных органелл, вирусов или отдельных флуоресцентных молекул — трассирование — является не до конца решенной проблемой, — говорит один из участников конкурса Яннис Калайдзидис, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, сотрудник Института молекулярной клеточной биологии и генетики общества Макса Планка в Дрездене».

Внутри клеток имеется большое количество везикулярного транспорта (везикулы — мелкие внутриклеточные образования, своеобразные сумки, защищенные мембранами, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества, сигнальные молекулы и используются, например, вирусами и микобактериями для проникновения в клетку), и нарушение транспорта этих везикул приводит к целому спектру заболеваний. Кроме нарушения метаболизма, это и нейродегенеративные заболевания, в первую очередь болезни Альцгеймера и Паркинсона, и многие наследственные заболевания, проявляющиеся в старческом возрасте.

Отслеживать этот транспорт очень важно, для чего везикулы маркируют, а потом отслеживают (трассируют) их продвижение с помощью микроскопа. Раньше этот процесс проводился учеными вручную. Но сейчас, как правило, при научных исследованиях речь идет не о десятках, а о сотнях или тысячах частиц, и ручное трассирование становится очень проблематичным. Здесь уже понадобились компьютеры и численные методы оценки. Таких методов много, практически по одному на каждую заинтересованную группу, и чтобы понять, какой метод эффективнее, организаторы конкурса взяли набор искусственно сгенерированных временных серий фотографий с транспортом частиц, и предложили конкурсантам провести собственные трассирования, чтобы потом сравнить их результаты с «ответом в конце задачника».

Конкурс, собственно, закончился ничем, явный победитель так и не был выявлен. Пока все осталось по Киплингу, который в одном из своих произведений сказал: «Есть шестьдесят девять способов писать песни племен. И каждый из них правильный!» (There are nine and sixty ways of constructing tribal lays, And every single one of them is right! “In the Neolithic Age”, Stanza 5 (1895)). В данном случае, если точнее, одинаково правильный.

По мнению Калайдзидиса, который на конкурсе представлял свою программу MotionTracking, разработанную в части трассирования внутриклеточных органелл в 2001–2004 годах и опубликованную в 2005 году в журнале Cell (http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2005.06.043), неудача объясняется, главным образом, сложностью задачи. В то же время недостатком, который следует исправить в будущих конкурсах, является чрезмерная «упрощенность тестовых изображений», которая может привести к тому, что победители могут оказаться не лучшим выбором при анализе реальных изображений. В то же время, организаторы правильно указывают, что невозможность безошибочно трассировать даже такие упрощенные изображения, показывает, что проблема до сих пор не решена и требует дальнейших работ.

«Эта упрощенность, — говорит Калайдзидис, — привела к недооценке ряда реальных проблем возникающих в прикладной количественной микроскопии и, как следствие, к потенциальному перекосу в сторону алгоритмов, специфически разработанных для конкурса».

Григорий Колпаков, Николай Подорванюк
Материал подготовлен отделом науки «Газеты.Ru» и МГУ в рамках сотрудничества с «Фестивалем науки»