Maschinelle Intelligenz in den Lebenswissenschaften

Unsere Gruppe Maschinelle Intelligenz in den Lebenswissenschaften entwickelt KI-Methoden für die Analyse hochauflösender Mikroskopiedaten. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie molekulare Prozesse – insbesondere Struktur, Dynamik und Wechselwirkungen von Proteinen und Proteinkomplexen – mit modernen Nanoskopie- und Kryo-Elektronenmikroskopie-Verfahren besser sichtbar und quantitativ auswertbar gemacht werden können. Dazu werden Methoden des maschinellen Lernens eingesetzt, um komplexe Signale in Verfahren wie STED, MINSTED und MINFLUX-Mikroskopie sowie Kryo-Elektronentomographie zuverlässiger zu analysieren, einzelne Moleküle präziser zu lokalisieren und die gewonnenen Informationen mit modernen Proteinstrukturmodellen, wie zum Beispiel AlphaFold, zu verknüpfen.

Die Gruppe am MPI-NAT erweitert damit unsere bisherigen Arbeiten an der Universität Göttingen, die fortgeführt werden. Dort liegt unser Schwerpunkt vor allem auf KI-gestützter Analyse von Zellen, Geweben, Organen und ganzen Organismen in Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopie. Unsere Forschung am MPI ergänzt diesen Ansatz um die molekulare Ebene: Sie soll dazu beitragen, biologische Prozesse auf der Nanometerskala direkt in ihrem zellulären Kontext zu untersuchen. Damit verbindet unser Ansatz modernste Mikroskopie, maschinelles Lernen und Strukturbiologie und stärkt zugleich die bestehenden Kooperationen zwischen der Universität Göttingen, dem MPI-NAT und Partnern aus der biotechnologischen Industrie.