EMBION

EMBION : Plateforme pour l'installation nationale danoise de cryo-EM

Le projet

EMBION est l'installation nationale danoise de cryo-EM à l'Université d'Aarhus, fondée en 2018 avec une subvention de 30,8 millions DKK (4,7 millions USD) du Ministère de l'Enseignement Supérieur et des Sciences. L'installation représente une avancée significative dans l'infrastructure de recherche pour la microscopie électronique cryogénique (cryo-EM) au Danemark, permettant la capture de données haute résolution à partir de divers échantillons, notamment des molécules protéiques, des complexes macromoléculaires et des cellules.

Notre approche

Nous avons collaboré avec l'équipe EMBION pour créer une plateforme numérique complète qui soutient les capacités de recherche avancées de l'installation. Notre solution comprenait :

• Un système de réservation sophistiqué pour gérer l'accès à plusieurs microscopes électroniques de pointe
• Système de suivi et de gestion des données en temps réel
• Formulaires personnalisés pour la collecte structurée de données scientifiques
• Intégration avec les flux de travail de recherche et les systèmes universitaires existants
• Support multi-plateforme (applications web, mobiles et de bureau)
• Stockage sécurisé et gestion des données de recherche sensibles

Mise en œuvre technique

La plateforme a été développée avec des technologies modernes pour assurer fiabilité et évolutivité :

Stack technologique

La plateforme EMBION a été développée avec une stack technologique robuste et moderne :

• Frontend : Flutter pour les applications multi-plateformes

  • Base de code unifiée pour les applications web, iOS et Android
  • Interface utilisateur riche et responsive avec performances natives
  • Capacités hors ligne pour la collecte de données ininterrompue

• Backend : Golang (Go) pour l'implémentation serveur

  • Traitement hautement performant des requêtes concurrentes
  • Excellente gestion de la mémoire pour les opérations gourmandes en ressources
  • Sécurité de type et fiabilité pour les applications de recherche critiques

• Architecture API : gRPC pour une communication efficace

  • Contrats strictement typés entre client et serveur
  • Sérialisation binaire efficace pour les grands ensembles de données scientifiques
  • Streaming bidirectionnel pour la surveillance d'expériences en temps réel

• Déploiement : Kubernetes pour l'orchestration

  • Infrastructure évolutive pour gérer diverses charges de recherche
  • Haute disponibilité pour les opérations de recherche critiques
  • Déploiements et rollbacks automatisés pour des mises à jour sans interruption
  • Isolation des ressources pour la sécurité et les performances

Cette stack technologique a été spécifiquement choisie pour répondre aux exigences uniques d'une installation de recherche scientifique. Flutter permet aux chercheurs d'accéder à la plateforme depuis n'importe quel appareil avec une expérience cohérente. Golang offre les performances et la fiabilité nécessaires pour traiter de grands ensembles de données. gRPC permet une communication efficace entre les microscopes, les serveurs et les applications clientes. Enfin, Kubernetes garantit que la plateforme reste disponible et performante même pendant les périodes de pointe de recherche.

Intégration avec les microscopes électroniques

Le système s'intègre avec plusieurs microscopes électroniques, notamment :

• Titan Krios G3i (300 keV)
• Titan Krios 300 kV TEM
• Aquilos 2 Cryo FIB
• Tecnai Spirit 120 kV TEM
• Versa 3D Focused Ion Beam SEM
• Nova NanoSEM

Résultats

La plateforme EMBION a considérablement amélioré les capacités de recherche à l'Université d'Aarhus :

• Accès optimisé aux équipements de cryo-EM de pointe
• Collecte de données standardisée à travers les projets de recherche
• Collaboration améliorée entre chercheurs
• Capacités améliorées de sécurité et de sauvegarde des données
• Surveillance en temps réel des expériences
• Processus de candidature simplifié pour le temps de microscope
• Intégration avec les programmes de recherche internationaux (iNEXT Discovery)

Témoignage client

"La plateforme numérique développée pour EMBION a transformé notre façon de gérer notre installation de cryo-EM. Elle est devenue un outil indispensable pour nos chercheurs, permettant une planification efficace, la collecte et l'analyse des données. La flexibilité et la fiabilité du système en ont fait un pilier de notre infrastructure de recherche."

— Thomas Boesen, Responsable de l'installation de cryo-EM

La plateforme continue d'évoluer avec de nouvelles fonctionnalités et capacités, soutenant la mission de l'installation de faire progresser la recherche en biologie structurale au Danemark et au-delà. Le projet représente une collaboration réussie entre la recherche scientifique et l'innovation numérique, montrant comment la technologie peut améliorer les installations scientifiques de pointe.