The object of research, development or design (in Russian) : Фокальные контакты обеспечивают сильное прикрепление клеток к внеклеточному матриксу и участвуют в передаче механического напряжения на мембране клетки. Они задействованы во многих сигнальных путях клетки, в частности, активирующихся в ответ на механический стресс.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Фокалды байлыныстар жасушадан тыс матрицаға күшті бекітуді қамтамасыз етеді және жасуша мембранасында механикалық кернеудің берілуіне қатысады. Олар жасушаның көптеген сигналдық жолдарына қатысады, атап айтқанда механикалық кернеуге жауап ретінде белсендіріледі.

Aim of work (in Russian) : Разработка программного комплекса для полностью автоматизированной обработки снимков фокальных контактов, где на входе будут сами микроскопические снимки, а на выходе будут получены обработанные характеристики биологических объектов.

Aim of work (in Kazakh) : Фокалды байлыныстардың кескіндерін толықтай автоматтандырылған өңдеуге арналған бағдарламалық жасақтама жасау болып табылады, мұнда кірісте микроскопиялық кескіндер болады, ал биологиялық объектілердің өңделген сипаттамалары шығарылған кезде алынады.

Методы исследования (на русском) : В ходе работы мы будут максимально использованы уже существующие наработки. В рамках сотрудничества с Лабораторией биофотоники и имиджинга мы уже разработали и применили программный трекер комет. Объем данных, которые необходимо обработать для получения более или менее целостной картины свойств комет измеряется миллионами обработанных случаев. Применение машинной обработки дает прекрасный результат: в частности было подтверждено наличие зависимости длины комет от ее скорости. Для этого было обработано несколько миллионов измерений скорости и длинны комет.

Методы исследования (на казахском) : Жұмыс барысында қолданыстағы тәжірибені барынша қолданылады. Биофотоника және кескіндеме зертханасымен ынтымақтастық аясында бізде кометалық бағдарламаны бақылайтын құрал әзірленеді және қолданылады. Фокустық байланыстардағыдай, кометалардың қасиеттері туралы көбірек немесе азырақ суретті алу үшін өңделуі керек деректер миллиондаған өңделген жағдайда өлшенеді. Машиналарды өңдеуді қолдану тамаша нәтиже берді: атап айтқанда, кометалардың ұзындығының оның жылдамдығына тәуелділігі бар екендігі расталды. Бұл үшін кометалардың жылдамдығы мен ұзындығының бірнеше миллион өлшемдері өңделді.

Obtained results and novelty (in Russian) : За период работы в 2020-2021 году были выращены культуральные клеточные линии типа НеLa S3 для визуализации на конфокальном микроскопе. Также, были сконструированы векторы для внедрения клеточных линии НеLa S3. Была проведена работа по оптимизации векторов и клеточных культур для дальнейшего анализа фокальных контактов на моделях культуры клеток эпителиального происхождения. Был проведен анализ экспрессии сконструированных векторов. Также, выращены культуральные клетки для трансфекции флюорисцентных векторов. Был разработан программный блок для первичной обработки изображений с использованием Фурье фильтрации в двух измерениях. По результатам исследовании был опубликован абстракт на международной конференции по теме «Молекулы жизни: к новым горизонтам» в международном конгрессе по биохимии и молекулярной биологии в г. Любляна, Словения (см. Приложение А). В 2021 гг. в рамках выполнения проекта все проведенные исследования полностью выполнены в соответствии с календарным планом проекта. Был разработан программный блок для первичной обработки изображений. По результатам исследовании были опубликованы две научные статьи в международном научном журнале «Frontiers in Cell and Developmental Biology» с импакт фактором 5.87

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері: 2020-2021 жж. жұмыс кезеңінде HeLa S3 типті культуралық жасушалық линиялар конфокальды микроскопта визуализация үшін өсірілді. Сонымен қатар, векторлар HeLa S3 жасуша желілерін енгізуге жасалған. Эпителийден шыққан жасушалардың культуралық модельдерінде фокальды байланыстарды одан әрі талдау үшін векторлар мен жасуша дақылдарын оңтайландыру бойынша жұмыстар жүргізілді. Құрылған векторлардың өрнегіне талдау жүргізілді. Сондай-ақ, флюоресцентті векторларды трансфекциялау үшін жасушалар өсірілді. Фурье екі өлшемді фильтрация көмегімен суретті бастапқы өңдеуге арналған бағдарламалық блок жасалды. Зерттеу нәтижелері бойынша Словенияның Любляна қаласында өткен Халықаралық биохимия мен молекулалық биология конгресінде «Өмір молекулалары: жаңа көкжиектерге қарай» тақырыбында өткен халықаралық конференцияда реферат жарияланды (А Қосымшасын қараңыз). 2021 жылы жоба аясында барлық жүргізілген зерттеулер жоба кестесіне сәйкес толық жүргізілді. Кескінді бастапқы өңдеуге арналған бағдарламалық блок жасалды. Зерттеу нәтижелері бойынша 5,87 импакт-факторы бар «Frontiers in Cell and Developmental Biology» халықаралық ғылыми журналында екі ғылыми мақала жарияланды

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В Назарбаев Университете сейчас установлен и успешно применяется микроскоп фирмы Carl Zeiss Cell Observer SD. Этот инструмент является мощным инструментом, для исследования процессов в живых клетках. В течение одного дня он способен снять серии микроскопических снимков, размер которых может измеряться гигабайтами. Данный микроскоп дает возможность работать с высокопроизводительными и объект-специфическими флуоресцентными методами анализа живых систем. Эти методы в настоящее время являются наиболее перспективными для разработки технологиями исследования живых систем, что связано с растущей популярностью и доступностью автоматизированных систем управления.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Назарбаев Университетінде Carl Zeiss Cell Observer SD микроскопы орнатылып, сәтті қолданылды. Бұл құрал тірі жасушалардағы процестерді зерттеуге арналған қуатты құрал болып табылады. Бір күннің ішінде ол гигабайтпен өлшенетін микроскопиялық суреттер сериясын түсіре алады. Бұл микроскоп тірі жүйелерді талдау үшін жоғары өнімді және объектіге тән флуоресцентті әдістермен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл әдістер қазіргі уақытта автоматтандырылған басқару жүйелерінің танымалдылығы мен қолжетімділігінің өсуімен байланысты тірі жүйелерді зерттеу технологияларын әзірлеу үшін ең перспективалы болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : Работа относится к фундаментальной науке, и в ближайшей перспективе не планируется каких либо коммерческих перспектив, внедрений или патентов. Следует признать, что фундаментальные исследования в этой области сейчас крайне важны. До сих пор очень мало известно о процессах, происходящих в живой клетке. Фокальные контакты принимают участие в движении клеток, что является важным фактором для создания препаратов для борьбы с раком. Слабым звеном в этого процесса является пост обработка изображений фокальных контактов полученных с конфокального микроскопа. На данный момент процесс осуществляется вручную, в лучшем случае с использованием вспомогательного программного обеспечения типа Fiji. Исследовательская работа будет посвящена разработке программного комплекса для полностью автоматизированной обработки снимков для получения характеристики биологических объектов.

Level of implementation (in Kazakh) : Жұмыс іргелі ғылымға жатады және қысқа мерзімде коммерциялық перспективалар, енгізулер немесе патенттер жоспарланбайды. Бұл саладағы іргелі зерттеулер қазір аса маңызды екенін мойындау керек. Осы уақытқа дейін тірі жасушада өтетін процестер туралы өте аз мәлімет бар. Фокальды контактілер жасушалардың қозғалысына қатысады, бұл қатерлі ісікпен күресуге арналған препараттарды жасаудың маңызды факторы болып табылады. Бұл процестің әлсіз буыны конфокальды микроскоптан алынған фокалды контактілердің суреттерін кейінгі өңдеу болып табылады. Қазіргі уақытта процесс қолмен орындалады, ең жақсысы Фиджи сияқты қосалқы бағдарламалық жасақтаманы пайдалану арқылы. Зерттеу жұмысы биологиялық объектілердің сипаттамаларын алу үшін кескіндерді толық автоматтандырылған өңдеуге арналған бағдарламалық кешен әзірлеуге арналады.

Efficiency (in Russian) : Глобально такого рода исследования дают данные для построения модели, которое в свою очередь дает нам понимание процессов, происходящих в живой клетке. Которое уже в свою очередь может привести к созданию эффективных антираковых препаратов

Efficiency (in Kazakh) : Ғаламдық деңгейде зерттеудің бұл түрі модель құру үшін деректерді береді, бұл өз кезегінде бізге тірі жасушада болып жатқан процестерді түсінуге мүмкіндік береді. Бұл, өз кезегінде, қатерлі ісікке қарсы тиімді препараттарды жасауға әкелуі мүмкін

Field of application (in Russian) : Данная работа находится на стыке двух областей: Цитологией и компьютерными науками. Тема автоматизации измерений в биологии, примененной к фокальным контактам, является абсолютно новой. Сейчас нет, каких либо программных комплексов, которые позволяли бы работать с фокальными контактами. Конфокальная микроскопия относительно молодое направление, так же не так много лабораторий в мире работают в этой области. К тому же работа с программным распознаванием микроскопических снимков достаточно сложна: необходимо выявлять нужные нам объекты нужно при наличии большого количества шума и посторонних объектов.

Field of application (in Kazakh) : Бұл жұмыс екі бағыттың тоғысында орналасқан: Цитология және компьютер ғылымдары. Фокальды контактілерге қолданылатын биологиядағы өлшемдерді автоматтандыру тақырыбы мүлдем жаңа. Қазір фокалды контактілермен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесі жоқ. Конфокальды микроскопия салыстырмалы түрде жас сала болып табылады, өйткені әлемде бұл салада жұмыс істейтін зертханалар онша көп емес. Сонымен қатар, микроскопиялық кескіндерді тану бағдарламалық жасақтамасымен жұмыс істеу өте қиын: шудың және бөгде заттардың үлкен мөлшері болған кезде бізге қажет объектілерді анықтау қажет.