Biologi, datavetenskap och teknik möts i Schällemätteli

I Schweiz verkade idén om att ETH Zürich skulle etablera en avdelning för biosystem i Basel under lång tid orealiserbar.

Idag finner den sin plats i en ny byggnad där gränserna mellan biologi, datavetenskap och ingenjörsvetenskap suddas ut och forskare fokuserar alltmer på medicinska tillämpningar.

En imponerande utsikt väntar de första besökarna till den nya BSS-byggnaden.

Direkt efter receptionen är du nedsänkt i ett förvånansvärt ljust och luftigt utrymme, ett imponerande atrium översvämmat med ljus och toppat av ett transparent glastak.

I slutet av denna enorma entré slingrar sig en spiraltrappa upp till de övre våningarna.

Intrycket är att det finns ett oändligt antal förbindelselinjer, men detta är absolut avsiktligt: ​​det är en strategi som övervägts av arkitekterna för att uppmuntra kommunikation och interaktion mellan forskargrupperna.

Just nu kryllar lobbyn av ryggsäcksstudenter, av vilka några tar sig längs den svängda stigen till den mysiga bistron.

Forskare som väntar på hissen stannar för en kort pratstund innan de går upp till sina arbetsstationer.

Enstaka plats och BIOS+-märket för IRB-, IOR- och EOC-instituten

Renato Paro: "Denna byggnad representerar kulmen på en extraordinär resa"

I mitten av atriumet finns Renato Paro e Sven Panke.

Den förre, nu professor emeritus i molekylärbiologi, är fortfarande synbart imponerad av det arkitektoniska konceptet.

"När jag går in i BSS-byggnaden och ser alla dessa kontor, laboratorier och gemensamma forskningsplattformar verkar det för mig som att all tid och ansträngning vi investerat i att skapa vår avdelning verkligen var värt det."Säger han.

Renato Paro utsågs till den första chefen för det begynnande Center of Biosystems Science and Engineering (C-BSSE) 2006, och blev senare en av de drivande krafterna i skapandet av Institutionen för Biosystems Science and Engineering (D-BSSE) vid ETH.

"För mig representerar denna fastighet kulmen på en extraordinär resa", han påstår.

Fotogalleri, invigningen av forskningscentret "Belli".

Sven Panke: "På varje våning en blandning av forskargrupper snarare än tematiska områden"

"Från designstadiet var vårt mål att skapa en byggnad där alla olika komponenter uppmuntrade interaktion och vetenskapligt utbyte", fortsätter Panke.

I år kommer han att ta tyglarna på institutionen och nicka ofta när han talar, samtidigt som han understryker hur alla närvarande professorer ständigt har bidragit till att bygga något vackert utifrån ett originellt koncept: "Vi beslutade att varje våning skulle ha en blandning av forskargrupper snarare än organiserade efter ämnesområden."

Video, "lacken" på EOC-, IOR- och IRB-institutens högkvarter

Experimentell biologi, teoretisk beräkning och bioteknik i nära kontakt

Avdelningen är uppdelad i tre huvudområden (experimentell biologi, teoretisk beräkningsbiologi och bioteknik), och varje våning i byggnaden rymmer en blandning av experimentella biologer, bioinformatiker och bioingenjörer, som arbetar på intilliggande kontor och laboratorier.

"Vi insåg snabbt att en av de främsta fördelarna med D-BSSE var att samla alla dessa tre forskningsområden under ett paraply för att uppmuntra grupper att kommunicera med varandra. Och nu när vi alla är under samma tak är det ännu lättare att blanda och interagera.", säger Panke.

– Det här är tvärvetenskap i handling, och det lockar forskare från hela världen".

I Bellinzona super pole of excellence inom biovetenskap

Forskare från 42 länder, fallen Niko Beerenwinkel och Tanja Stadler

D-BSSE sysselsätter för närvarande forskare från 42 olika länder.

Sven Pankes bioprocesslaboratorium ligger till exempel på samma nivå som gruppen ledd av Niko Beerenwinkel.

Båda är starka anhängare av institutionens speciella uppdrag, som syftar till att kombinera grundläggande forskning inom biovetenskap med ett matematiskt och datavetenskapligt tillvägagångssätt, samtidigt som det innehåller en teknik- och ingenjörskomponent.

Panke är specialiserad på miniatyriseringstekniker för bioprocessteknik, som kan användas för att upptäcka och syntetiskt kontrollera förbättrade cellvarianter.

Beerenwinkel, å andra sidan, kombinerar matematik, datavetenskap och artificiell intelligens med biologi och medicin.

Tillämpningar av hans beräkningsmetoder inkluderar förmågan att karakterisera och beskriva virussjukdomar på molekylär nivå.

Hans modeller har visat sig vara ett mycket användbart verktyg under coronavirus-pandemin.

Tillsammans med Tanja Stadler, professor i beräkningsutveckling vid D-BSSE och ordförande för Swiss Scientific Advisory Group for COVID-19, spelade han en viktig roll i ansträngningarna att identifiera nya varianter av viruset och följa deras utveckling och spridning.

I Lugano en innovativ korsväg mellan human- och naturvetenskap

Celler, organoider och mikroorganismer med egenskaper som inte finns i naturen

D-BSSE-forskarnas arbete bygger på systembiologins grunder.

Dess mål är att skapa en holistisk förståelse för hur celler, organ och organismer fungerar och de tidsmässiga och biokemiska processer som håller dem vid liv.

För att studera det använder forskare vanligtvis stora datamängder, genererade av högkapacitetsteknologier som DNA-sekvenserare, såväl som matematiska modeller och datorsimuleringar.

Systembiologi spelar också en viktig roll i den andra forskningslinjen av D-BSSE.

Detta är syntetisk biologi, vars huvudmål är att producera celler, organoider och mikroorganismer med nya egenskaper som inte finns i naturen, av vilka många erbjuder potentiella medicinska fördelar.

Den högsta skyskrapan i Schweiz är ett tempel för innovation

Lederna: vacciner och antikroppar för syntetisk immunologi och lab-on-chip-teknologier

D-BSSE:s arbete inom bioteknik, som använder DNA för att reglera celler och organismer, har ett lika praktiskt mål.

Konkreta resultat av denna forskning inkluderar vacciner och antikroppar för syntetisk immunologi, såväl som cellimplantat som kan hjälpa till att bekämpa metabola störningar, och miniatyriserade plattformar som lab-on-chip-teknologier.

"Två av de banbrytande arbetsområdena för vår Basel-avdelning är bioteknik och beräkningsdatavetenskap", säger Panke, som har varit en del av Institutionen för biosystemvetenskap och teknik sedan 2009.

"Det är vettigt att vi också visar våra elever fördelarna med att kombinera dessa två komponenter."

Video, det futuristiska Tower 2 i Roches huvudkontor i Basel

En ETH-idé grodde år 2000 trots Zürichpressens skepsis

Idén om att skapa ett biovetenskapligt forskningsinstitut vid ETH Basel började gro år 2000.

När man ser tillbaka är det tydligt hur djärv denna vision var.

Lika klokt var beslutet från ETH Zürich att omvandla D-BSSE till en separat avdelning i Basel 2007 och att förse den med säker långsiktig finansiering.

Naturligtvis har utvecklingen av institutionen för biosystemvetenskap och teknik inte alltid varit en bädd av rosor: 2003, till exempel, rapporterade Neue Zürcher Zeitung i några artiklar att projektet att skapa en ETH-utpost i staden Rhenland stötte på svårigheter .

Tidningen uttryckte förvåning över ETH Zürichs planer på att skapa en fullfjädrad bioteknik- eller biomedicinsk ingenjörsavdelning i Basel: "En sådan storslagen idé verkar nästan ouppnåelig."

Men journalisternas skepsis visade sig vara ogrundad.

Innovation och livsvetenskap? Framtida ... "liten skatt" i Aargau

Från Rosental-platsen till BSS-byggnaden på nuvarande Life Science Campus

Nästa fas i utvecklingen av D-BSSE skedde med flytten från Rosental-platsen till BSS-byggnaden på Schällemätteli Life Sciences Campus.

I takt med att systembiologi och syntetisk biologi vinner dragkraft och kunskapen inom dessa områden fortsätter att utvecklas, läggs allt större vikt vid att omsätta grundforskningsresultat till medicinska tillämpningar.

"Idag har systembiologi ofta en så djup förståelse av hur en cell fungerar att den kan tillhandahålla det mesta av informationen för att kontrollera nyckelprocesser inom cellen.", förklarar Paro.

"Med hjälp av denna expertis kan syntetiska biologer programmera om en cell för att utföra en ny uppgift. I framtiden kan dessa omprogrammerade celler användas för terapeutiska ändamål."

4,2 miljarder franc mer från Sisslerfelds utvecklingscentrum

Framgången med translationell forskning inom ramverk för god tillverkningssed

Men sådana celler kan endast användas på patienter om de produceras i enlighet med de strängaste farmakologiska standarderna.

Innan flytten hade D-BSSE inte den nödvändiga infrastrukturen för detta ändamål, men den nya BSS-byggnaden är utrustad med en GMP-anläggning, det vill säga Good Manufacturing Practice.

"Detta betyder att vi nu kan gå till translationsfasen av vår forskning", säger Paro.

"Genom att arbeta under GMP-förhållanden kan vi förbättra de omprogrammerade cellerna och rena dem så att de kan användas i kliniska prövningar."

Hur mycket är Life Science-sektorn värd i italiensktalande Schweiz?

Medicinsk behandling med hjälp av universitets- och universitetssjukhuset i Basel

Den nya GMP- eller Good Manufacturing Practice-strukturen hanteras av ETH Zürich i samarbete med University of Basel och University Hospital Basel.

Det ger forskare en rigoröst kontrollerad miljö för att producera gen-, cell- och vävnadsterapiprodukter som uppfyller regulatoriska krav för kliniska prövningar på människor.

Denna utveckling mot translationell forskning underlättades också av den nya platsen för D-BSSE på Life Sciences Campus i Schällemätteli, som ligger i omedelbar närhet av universitetssjukhuset Basel, universitetsbarnsjukhuset Basel och Biozentrum vid universitetet i Basel.

Institutionen för biomedicin vid universitetet i Basel och forskningscentret för barnhälsa i staden Rhenland planerar också att bygga nya lokaler i närheten.

Denna närhet bör ytterligare påskynda översättningen av biologisk forskning till medicinska tillämpningar.

Nyckelinnovationen i det biomedicinska distriktet Mirandola