Dofinansowanie ze środków budżetu państwa
Deklaracja dostępności
prof. dr hab. Marek Figlerowicz
Koordynator ECBiG z ramienia ICHB PAN
marek.figlerowicz@ibch.poznan.pl
tel. 1103, pok. 107 CIES
prof. dr hab. inż. Jacek Błażewicz
Koordynator ECBiG z ramienia PP
jacek.blazewicz@put.poznan.pl
tel. +48 61 665 3000
Europejskie Centrum Bioinformatyki i Genomiki (ECBiG) powstało w 2007 roku jako interdyscyplinarne konsorcjum badawcze powołane przez Instytutu Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk (ICHB PAN) oraz Politechniki Poznańskiej (PP). Pomysłodawcami i koordynatorami działalności ECBiG od momentu jego powstania aż do dzisiaj są prof. Marek Figlerowicz z ICHB PAN oraz prof. Jacek Błażewicz z PP. Podstawową ideą przyświecającą twórcom Centrum było zbudowanie wielofunkcyjnej platformy technologicznej, umożliwiającej prowadzenie wielkoskalowych i wielowymiarowych badań złożonych systemów biologicznych w układach in vitro, in vivo i in silico.
Od początku istnienia ECBiG nadrzędnym celem jego działalności było opracowywanie, wdrażanie oraz komercjalizacja innowacyjnych technologii bioinformatycznych i multiomicznych, w szczególności rozwiązań wspierających diagnostykę i terapię medyczną. Realizacja tego ambitnego planu zakładała nie tylko wieloetapowość całego przedsięwzięcia, ale również dynamiczne kształtowanie kierunków rozwoju ECBiG w zależności od postępu technologicznego dokonującego się w naukach o życiu i bioinformatyce.
W pierwszej fazie tworzenia ECBiG (2007-2013) kluczowym celem było zbudowanie solidnych podstaw umożliwiających realizację zaawansowanych badań z obszaru genomiki strukturalnej i funkcjonalnej. W ramach tego etapu stworzono nowoczesne zaplecze aparaturowe oraz opracowano i wdrożono pierwsze narzędzia do analizy danych genomowych. Jednocześnie zainicjowano współpracę krajową i międzynarodową w obszarze genomiki. Dzięki uzyskaniu dofinansowania na łączną kwotę około 50 mln zł etap ten zakończył się powołaniem unikatowego w skali kraju centrum badań złożonego z szeregu współdziałających ze sobą pracowni dedykowanych: genomice strukturalnej (Pracownia Bioinżynierii Białek, Pracownia Analiz Struktur Subkomórkowych, Pracownia NMR), genomice funkcjonalnej (Pracownia Mikromacierzy i Głębokiego Sekwencjonowania, Pracownia Spektrometrii Mas, Pracownia Hodowli Komórkowych i Tkankowych) oraz bioinformatyce (Laboratorium Bioinformatyki Strukturalnej i Systemowej, Laboratorium nano- i biosystemów, Laboratorium analizy strukturalnej RNA, Laboratorium genomiki funkcjonalnej, Pracownia Bioinformatyki RNA, Pracownia Bioinformatyki Białek).
W drugim etapie budowy ECBiG (2014-2020) skoncentrowano się na stworzeniu warunków umożliwiających prowadzenie wysokoprzepustowych i wielkoskalowych badań w obszarze genomiki, w tym szczególnie na tworzeniu unikatowych zasobów bazodanowych oraz narzędzi analitycznych. Przeprowadzono również kompleksową modernizację najbardziej wyeksploatowanej aparatury. Dzięki dofinansowaniu uzyskanemu w ramach Działania 4.2 Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój „Rozwój nowoczesnej infrastruktury badawczej sektora nauki“ (4.2. POIR) na łączną kwotę ~112 mln zł powstały największe na świecie bazy danych genomicznych dla populacji polskiej: Genomiczna Mapa Polski (~ 6 000 pełnych genomów), Mapa Mikrobiomu Polski oraz nowoczesne bioinformatyczne narzędzia do wielkoskalowych analiz genomicznych. Równolegle rozwijano bazy danych oraz narzędzia do analiz kopalnego DNA (ang. ancient DNA). W ramach tych działań zrealizowano pierwszy w Polsce interdyscyplinarny projekt poświęcony badaniom pochodzenia dynastii i społeczeństwa państwa Piastów (6 mln zł). Powołano również Polskie Centrum Archeogenomiki. W tym samym czasie, dzięki dotacji celowej (3,5 mln zł) z ówczesnego MNiSW, odnowiono i rozbudowano infrastrukturę naukowo-badawczą pracowni działających w pionie genomiki strukturalnej ECBiG o urządzenia do strukturalnej i fizykochemicznej charakterystyki oddziaływań pomiędzy biomolekułami. Nieprzerywanie od 2015 roku do dnia dzisiejszego, ECBiG znajduje się na Polskiej Mapie Infrastruktury Badawczej obejmującej około 70 centrów uznanych jako strategiczne dla rozwoju nauki i gospodarki w Polsce.
W trzecim etapie rozwoju ECBiG (2020-2023) skoncentrowano się na: (i) wdrożeniu najnowszych technologii w zakresie biologii systemowej, w tym szczególnie analiz pojedynczych komórek (ang. single-cell) oraz (ii) wykorzystaniu sztucznej inteligencji (AI, ang. Artificial Intelligence) do integracji/analizy wielowymiarowych danych biomedycznych i klinicznych, a także tworzenia narzędzi wspierających decyzje kliniczne. W ramach dofinansowań ze środków 4.2. POIR na łączną kwotę ~200 mln zł powołano i wyposażono Pracownię Analiz Pojedynczych Komórek oraz stworzono unikatową w skali Europy platformę MOSAIC złożoną z: (i) najnowocześniejszej aparatury do pozyskiwania danych multiomicznych, (ii) unikatowych baz danych biomedycznych i klinicznych dla ponad 5 000 pacjentów onkologicznych i kardiologicznych oraz (iii) narzędzi wykorzystujących AI do standaryzacji/integracji/analizy zgromadzonych danych. Ponadto opracowano podejścia umożliwiające zastosowanie platformy MOSAIC do tworzenia narzędzi diagnostycznych wspieranych AI.
Dodatkowo w ramach projektu ECBiG-MOSAIC wyposażono nowe laboratoria ECBiG w Centrum Innowacyjności i Edukacji Społecznej ICHB PAN przy ul. Wieniawskiego 21/23, udostępniając ponad 1000 m² nowoczesnych przestrzeni laboratoryjnych, a także przystosowano i zmodernizowano ponad 400 m² w budynku B przy ul. Wieniawskiego 17/19, w celu stworzenia tzw. laboratoriów użytkowników (BLU). W ten sposób znacząco zwiększono możliwości badawcze ECBiG i uruchomiono infrastrukturę umożliwiającą prowadzenie pionierskich badań biomedycznych.
Równolegle, dzięki środkom uzyskanym z MNiSW (~12,8 mln) utworzono platformę do wysokoprzepustowych analiz przesiewowych (HTS, ang. High-Throughput Screening), która została z sukcesem włączona do strategicznej infrastruktury europejskiej i obecnie funkcjonuje niezależnie w ramach European Infrastructure of Open Screening Platforms for Chemical Biology (EU-OPENSCREEN ERIC).
W latach 2020-2023 infrastruktura ECBiG była wykorzystywana średnio w ponad 100 projektach rocznie, realizowanych przez naukowców z ICHB PAN oraz ponad 30 krajowych i zagranicznych ośrodków naukowych i firm. Efektem tych prac było blisko 600 artykułów naukowych, 7 patentów krajowych i międzynarodowych, a także liczne prace doktorskie i dyplomowe. Aparatura i technologie oferowane w ECBiG są na co dzień wykorzystywane przez niemal wszystkie jednostki naukowe w Poznaniu oraz licznych partnerów krajowych i zagranicznych, co podkreśla kluczową rolę Centrum w transferze wiedzy i innowacyjnych rozwiązań, wspieraniu współpracy naukowej oraz wzmacnianiu pozycji Polski na arenie międzynarodowej.
Plan rozwoju ECBiG w najbliższych latach zakłada skoncentrowanie działań na praktycznym wykorzystaniu AI do tworzenia rozwiązań znajdujących zastosowanie najpierw w biologii syntetycznej, a następnie w medycynie. Cele te są spójne z aktualnymi i prognozowanymi trendami w naukach biologicznych, medycznych oraz w technologiach cyfrowych. Stanowią one jednocześnie odpowiedź na wyzwania stojące przed Polską oraz zachowują pełną zgodność z kierunkami działań określonymi w krajowych i europejskich dokumentach strategicznych.
W ramach tych działań, w 2025 r., dzięki dofinansowaniu w wysokości 40 mln zł ze środków programu 2.4 FENG, rozpoczęto realizację projektu ECBiG-MOSAIC 3D. Jego celem jest stworzenie infrastruktury umożliwiającej modelowanie chorób zarówno in vitro, jak i in silico, w tym ustanowienie biobanku linii indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych. Projekt ten odpowiada na pilną potrzebę opracowania nowych modeli badawczych, które umożliwią rozwój spersonalizowanych terapii.
Oferta
ECBiG to jedyne w Polsce centrum oferujące możliwość prowadzenia systemowych badań multiomicznych integrujących różne poziomy analizy biologicznej. Unikatowość ECBiG opiera się na trzech filarach:
W skład ECBiG wchodzą:
Ze strony ICHB PAN:
Ze strony PP:
Infrastruktura ECBiG ma charakter rozproszony i jest zlokalizowana w trzech punktach na mapie miasta Poznania: (i) w obrębie kampusu ICHB PAN przy ulicy Z. Noskowskiego; (ii) w Centrum Badawczym Polskiego Internetu Optycznego (CBPIO) stanowiącym siedzibę PCSS przy ulicy Jana Pawła II; (iii) w Centrum Wykładowym Politechniki Poznańskiej przy ulicy Piotrowo.
Aparatura badawcza
ECBiG to najnowocześniejsza infrastruktura badawcza w Polsce, umożliwiająca prowadzenie kompleksowych analiz genomicznych – w tym (epi)genomicznych, (epi)transkryptomicznych oraz metagenomicznych – z wykorzystaniem praktycznie wszystkich dostępnych obecnie technologii. Centrum dysponuje m.in.:
Dzięki platformie MOSAIC ECBiG oferuje także pełne analizy proteomiczne i metabolomiczne, wykorzystując zaawansowaną spektrometrię mas (m.in. LC-ESI-timsTOF Pro, Orbitrap Exploris 480).
Zasoby obliczeniowe i bazy danych
ECBiG dysponuje jedną z najpotężniejszych w Europie infrastruktur obliczeniowych dla nauk biomedycznych. Tworzy ją klaster 40 serwerów, każdy wyposażony w dwa procesory (2×32 rdzenie CPU) oraz 2 TB RAM. Pięć z nich to serwery GPU, każdy z czterema kartami NVIDIA A100, przeznaczone do zaawansowanych obliczeń AI i trenowania złożonych modeli sieci neuronowych. Infrastruktura jest wspierana przez dwie ultraszybkie macierze NVMe (po 100 TB każda), sieć o przepustowości 100 Gbps oraz dedykowane interfejsy 25 Gbps do pamięci masowej, co zapewnia minimalne opóźnienia w dostępie do danych.
Przechowywanie i archiwizację danych umożliwia zintegrowane repozytorium o pojemności 5,8 PB (Dell PowerScale) uzupełnione przez system Dell PowerProtect. W ramach repozytorium działa dodatkowa przestrzeń o minimalnej pojemności 2,5 PB, zbudowana w technologii NetApp StorageGrid i zintegrowana z serwerami NetApp FAS/AFF. System obsługuje automatyczną replikację danych (FabricPools) oraz wizualizację wyników w 2D i 3D w środowisku rozszerzonej rzeczywistości.
Centrum dysponuje także unikatowymi zbiorami danych genomicznych i multiomicznych, zgromadzonych w ramach projektów ECBiG-GMP i ECBiG-MOSAIC. Obejmują one dane genomiczne 6 000 mieszkańców Polski, w tym mniejszości narodowych i etnicznych, tworząc Genomiczną Mapę Polski – jedyną na świecie reprezentatywną bazę obejmującą całą populację polską – oraz dane multiomiczne i kliniczne od ponad 5 000 pacjentów onkologicznych i kardiologicznych udostępniane w ramach platformy MOSAIC m.in. do tworzenia narzędzi AI wspierających decyzje kliniczne.
Modele biologiczne
Badania prowadzone w ECBiG obejmują szerokie spektrum modeli: od wirusów i bakterii, poprzez hodowle komórkowe, organoidy, bezkręgowce i ssaki. ECBiG zapewnia dostęp do unikatowych modeli badawczych, w tym transgenicznych linii myszy do badań nad chorobami kardiologicznymi, neurodegeneracyjnymi i procesami starzenia.
Od 2025 r. w ramach projektu ECBiG-MOSAIC 3D powstaje w Centrum pierwszy w Polsce biobank indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych wyprowadzanych z materiału klinicznego pochodzącego od pacjentów kardiologicznych i onkologicznych.
Kadra i kompetencje
Siłą ECBiG są również ludzie – ponad 70 specjalistów z zakresu:
Eksperci ECBiG zapewniają kompleksowe wsparcie – od tworzenia wniosków grantowych, projektowania eksperymentów, poprzez realizację badań i analizę danych. Kultywowane w ECBiG interdyscyplinarne podejście do problemów naukowych stymuluje rozwój badań i wspiera inne instytucje w inicjowaniu strategicznych i innowacyjnych projektów.
Projekty
Strategiczne projekty, które doprowadziły do powstania i rozbudowy ECBiG:
ECBiG – Europejskie Centrum Bioinformatyki i Genomiki – MOSAIC 3D (FENG.02.04-IP.04-0012/24). Projekt współfinansowany w ramach Programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki 2021-2027 (FENG), Działanie 2.4 Badawcza Infrastruktura Nowoczesnej Gospodarki. Projekt realizowany przez ICHB PAN wraz z afiliowanym Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym. Kierownik projektu: prof. dr hab. Marek Figlerowicz; zastępcy kierownika projektu: dr Natalia Koralewska, dr Ireneusz Stolarek. Okres realizacji: 2025-2028.
ECBiG – Europejskie Centrum Bioinformatyki i Genomiki – MOSAIC (POIR.04.02.00-00-D017/20). Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020. Projekt realizowany przez konsorcjum w składzie: ICHB PAN (lider) wraz z afiliowanym Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym, Politechnika Poznańska, Narodowy Instytut Onkologii im. M. Skłodowskiej-Curie PIB, Oddział w Gliwicach, Narodowy Instytut Kardiologii Stefana kardynała Wyszyńskiego PIB. Kierownik projektu: prof. dr hab. Marek Figlerowicz; zastępcy kierownika projektu: dr Natalia Koralewska, dr inż. Cezary Mazurek, dr Ireneusz Stolarek. Okres realizacji: 2021-2023.
ECBiG – Europejskie Centrum Bioinformatyki i Genomiki (POIR.04.02.00-30-A004/16). Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020. Projekt realizowany przez ICHB PAN oraz Politechnikę Poznańską. Kierownik projektu: prof. dr hab. Marek Figlerowicz; zastępca kierownika projektu: dr hab. Luiza Handschuh. Okres realizacji: 2016-2023.
