Platforma de Cercetare în Biologie și Ecologie Sistemică (PCBE), aparținând Facultății de Biologie, Universitatea din București, reunește pe mai multe etaje o infrastructură modernă pentru cercetare fundamentală și aplicată – de la biologie moleculară și genomică, până la culturi celulare, imagistică avansată, citometrie în flux, secvențiere de nouă generație și microbiologie. PCBE este gândită ca un ecosistem integrat, care susține întregul traseu experimental: pregătirea probelor → analize omice → validare moleculară → experimente celulare → imagistică și fenotipare → secvențiere și analiză microbiană.
Etajul I – Analize de mediu, chimie analitică și procese eco-tehnologice
Etajul I al Platformei de Cercetare în Biologie și Ecologie Sistemică (PCBE) este dedicat analizelor chimice avansate ale probelor de mediu, dezvoltării de procese eco-tehnologice și caracterizării detaliate a compușilor organici și anorganici din ecosisteme. Infrastructura susține cercetări interdisciplinare la interfața dintre biologie, chimie și știința mediului, oferind un cadru experimental complet – de la pregătirea și extracția probelor, până la identificarea moleculară și evaluarea proceselor de remediere.
Platforma include sisteme performante pentru analize elementare și izotopice, utilizate în studiul rețelelor trofice, identificarea surselor de energie din ecosisteme și investigarea ciclurilor biogeochimice. Determinarea carbonului total, organic sau anorganic în probe lichide și solide este realizată prin analizatoare dedicate, esențiale în monitorizarea calității apelor, solurilor și sedimentelor.
Pentru caracterizarea contaminanților și a biomoleculelor cu masă moleculară mică, etajul dispune de o infrastructură complexă de cromatografie de lichide și gaze, cuplată cu detecție spectrometrică de masă sau cu detectoare specifice (fluorescență, conductivitate, UV-DAD, RI). Aceste sisteme permit identificarea și cuantificarea unor compuși xenobiotici, precum pesticide sau produse farmaceutice, dar și analiza hidrocarburilor, glucidelor sau a compușilor organici volatili și semivolatili. În completare, un sistem automatizat de gel-permeație facilitează purificarea și concentrarea probelor înaintea analizelor cromatografice.
Caracterizarea structurală și funcțională a materialelor și probelor biologice este susținută de tehnici spectroscopice moderne, precum spectroscopia FT-IR și spectrofotometria UV-VIS, inclusiv monitorizarea reacțiilor chimice sau enzimatice în condiții controlate. Platforma include și soluții pentru extracția accelerată cu solvenți, utile în recuperarea compușilor organici din matrici solide complexe.O componentă distinctivă a etajului este dedicată dezvoltării și testării proceselor de tratare și epurare a apelor, incluzând instalații experimentale cu reactoare catalitice și sisteme modulare cu membrane, precum și echipamente pentru procese de oxidare avansată pe bază de ozon. Acestea permit simularea condițiilor reale de remediere și optimizarea tehnologiilor de reducere a poluării în medii acvatice.
În zona de biotehnologie și microbiologie aplicată, etajul este echipat cu bioreactoare de laborator, incubatoare, centrifuge și sisteme de control termic, care susțin cultivări microbiene și experimente la scară mică și medie. Analizele oxidative și studiile asupra speciilor reactive sunt facilitate de un chemiluminometru dedicat, iar investigarea proceselor celulare este completată de microscopie de fluorescență.
Activitățile experimentale sunt susținute de o infrastructură auxiliară extinsă (rotaevaporatoare, sisteme de apă ultrapură, balanțe analitice, instalații de vid, omogenizare ultrasonică), precum și de echipamente de teren pentru monitorizarea ecosistemelor – de la determinarea indicelui suprafeței foliare și a parametrilor fizico-chimici ai apelor, până la studii asupra planctonului, sedimentelor și ihtiofaunei. Astfel, etajul I conectează în mod direct cercetarea de laborator cu observațiile și măsurătorile realizate in situ, oferind o perspectivă integrată asupra funcționării sistemelor naturale.
Mai multe detalii tehnice sunt disponibile aici.
Etajul II – Genomică, transcriptomică și platforme pentru analize moleculare
Etajul II găzduiește nucleul de biologie moleculară și analize omice, construit în jurul unei camere curate BS2+ (ISO8) de aproximativ 55 m², compartimentată în trei zone dedicate (extracție acizi nucleici, pregătire mixuri și cuplare), pentru a asigura fluxuri de lucru riguroase și controlul contaminărilor. Spațiul este echipat cu hote cu flux laminar de înaltă eficiență (H14), oferind condiții optime pentru lucrul cu ADN/ARN și pentru pregătirea reacțiilor de amplificare.
Capacitatea analitică este completată de echipamente pentru cuantificarea și controlul calității acizilor nucleici (spectrofotometrie UV-VIS și analiză de integritate), precum și de o flotă de termociclere și sisteme Real-Time PCR, care permit atât experimente de rutină, cât și analize cantitative sensibile și multiplex. Pentru separarea și documentarea acizilor nucleici, etajul include sisteme de electroforeză și un analizor de imagini UV-VIS compatibil cu o gamă largă de coloranți fluorescenți.
În plus, infrastructura susține cercetarea de vârf prin tehnologie Single-Cell (izolare/procesare a celulelor individuale, transcripție inversă și preamplificare) și o platformă microarray pentru aplicații precum expresie genică, CGH, microARN, metilare ADN sau ChIP. Componenta de analiză genetică și secvențiere este susținută de un analizor genetic capilar pentru secvențiere de fragmente și de un sistem de secvențiere Ion PGM (NGS), inclusiv pentru evaluări metagenomice pe markerul 16S rRNA.
Mai multe detalii tehnice sunt disponibile aici.
Etajul III – Biologie celulară, proteomică și fenotipare avansată
Etajul III este dedicat cercetării experimentale în biologie celulară, imagistică și fenotipare, oferind condiții de lucru conforme standardelor de biosiguranță. Piesa centrală este o arie de culturi celulare organizată ca clean room BS2+ (ISO8), cu două zone distincte: una pentru linii celulare și una pentru culturi primare. Pe o suprafață de aproximativ 72 m², infrastructura include hote de biosiguranță clasa II, incubatoare CO₂ și echipamente auxiliare pentru manipularea și menținerea probelor biologice în condiții controlate.
Pentru analiza funcțională și explorarea mecanismelor celulare, etajul dispune de un microscop confocal laser Nikon A1/A1R (scanare point-scan, detector spectral multicanal), capabil să livreze imagistică de înaltă rezoluție și achiziții rapide – un instrument esențial în studiile de localizare subcelulară, colocalizare, dinamică celulară și analize 3D. Pentru screening-uri și măsurători spectrale, sunt disponibile sisteme UV/VIS și cititoare multimod, utile atât în biologie celulară, cât și în biochimie și testări de interacțiuni moleculare.
Etajul III susține și fluxuri complete de electroforeză și Western blot (inclusiv transfer rapid), plus sisteme moderne de imagistică pentru geluri și membrane (inclusiv detecție în infraroșu), oferind un cadru robust pentru validări proteice. Pentru pregătirea probelor biologice, sunt integrate soluții de sonicare (directă și indirectă), iar pentru studii pe termen lung în condiții fiziologice, un microscop inversat automatizat permite live-cell imaging în incubare CO₂. Complementar, un citometru în flux cu mai multe lasere și detectoare oferă analize multiparametrice pentru imunofenotipare, ciclul celular, viabilitate, expresie de markeri și caracterizare populațională.
Mai multe detalii tehnice sunt disponibile aici.
Etajul IV – Secvențiere NGS de ultimă generație, bioprocesare și microbiologie
Etajul IV extinde capabilitățile PCBE către genomică la scară mare, microbiologie și bioprocesare, fiind punctul de întâlnire dintre cercetarea fundamentală și aplicațiile cu relevanță biomedicală și de mediu. Componenta de secvențiere include o platformă Illumina MiSeq, adecvată pentru ampliconi țintiți (ex. 16S/ITS), genomuri mici bacteriene/virale și metagenomică de profunzime redusă, precum și un sistem Oxford Nanopore MinION pentru citiri lungi, secvențiere în timp real și aplicații precum metagenomică, plasmide, ampliconi sau secvențiere directă de ARN.
Pentru proiecte cu volum mare de date și aplicații omice complexe, etajul este echipat cu secvențiatoare PromethION, care oferă capacitate ridicată și flexibilitate pentru proiecte genomice, transcriptomice și epigenetice la scară largă. În zona de bioprocesare, un bioreactor de banc de 4 L permite cultivări și fermentații aerobe/anaerobe cu monitorizare și control digital, sprijinind atât optimizări de procese, cât și studii experimentale asupra fiziologiei microbiene sau a interacțiunilor microb–mediu.
Etajul IV include și o platformă de microbiologie pentru activități de cercetare cu microorganisme nepatogene, cu infrastructură de bază pentru cultivare, conservare și analiză (incubatoare, apă ultrapură, hote cu flux laminar, spectrofotometrie, centrifugare, microscopie). Fenotiparea celulară este completată de un citometru în flux compact, ușor de utilizat, potrivit atât pentru activități de cercetare, cât și pentru instruire avansată și proiecte interdisciplinare.
Mai multe detalii tehnice sunt disponibile aici.
Un spațiu deschis pentru formare, excelență și colaborare
Prin infrastructura sa, PCBE susține:
-
pregătirea și formarea studenților (licență, master, doctorat) în tehnici moderne de laborator și metodologii omice;
-
proiecte de cercetare competitive, de la mecanisme moleculare la ecologie microbiană și biologie celulară;
-
colaborări cu institute și universități, precum și proiecte aplicative cu parteneri din domeniul sănătății, biotehnologiei și mediului.
PCBE este concepută ca o platformă modulară și scalabilă, în care competențele și echipamentele se conectează natural între etaje, accelerând tranziția de la idee la rezultat – și de la experiment la impact științific