Stomach Health > mave Sundhed >  > Q and A > mave spørgsmål

Ravi Sheth modtager 2020 Hertz -afhandlingspris for transformering af mikrobiel forskning

Hertz Fellow Ravi Sheth siger, at hans laboratorium i Brooklyn Navy Yard er "som en Willy Wonka -fabrik af mikrober", der er rettet mod at forbedre smagen og sikkerheden ved mad og drikke.

Virksomheden han stiftede, Kingdom Supercultures, udvikler også måder at forbedre personlig pleje og skønhedsprodukter ved at erstatte de kemikalier, der bruges i dag, med sunde, bæredygtige ingredienser.

At starte et sådant selskab ville ikke have været så muligt, da Sheth startede sin ph.d. for fem år siden på et Hertz Fellowship, fordi han endnu ikke havde opfundet værktøjerne til mekanisk at forstå, hvordan mikrobiomer fungerer.

Sheths "guldbillet" var hans doktorafhandling, "Nye værktøjer til forståelse og konstruktion af komplekse mikrobielle samfund, "som han blev tildelt Hertz Thesis Prize 2020 for. Den er baseret på arbejde, han udførte i Harris Wangs laboratorium ved Columbia University under sit Hertz Fellowship.

"Feltet havde grundlæggende måleproblemer, "sagde han." Det var virkelig som det vilde vesten. Nu kan vi bruge værktøjer til kvantitativt at forstå og måle, hvordan mikrobiomer ændrer sig over rum og tid, og hvordan de fungerer ud fra et økosystemperspektiv. "

Måling af mikrobiomet var en kompleks udfordring. Sheth udnyttede CRISPR-Cas-immunsystemet til at udvikle en mikroskopisk båndoptager, der fangede miljøsignaler fra populationer af mikrober. Det genetiske kredsløb fangede oplysninger om, hvordan miljøsignaler ændrede sig over tid-hvilket ikke tidligere var opnået-og kodede dem i cellernes DNA-sekvens. Værktøjerne kunne også registrere andre oplysninger, som vandret overførte DNA -sekvenser i komplekse mikrobiomer.

"Det, der virkelig er fedt, er, at dette ikke var et enkelt kredsløb i en enkelt celle. Dette kredsløb krævede faktisk en hel population af celler, der var selvregenererende, " han sagde.

Ved hjælp af nye stikprøver og statistiske metoder, Sheth kortlagde også, hvordan mikrober interagerer med hinanden på både et mikroskopisk (mikron) niveau og et meget større (centimeter) niveau med høj kompleksitet. Sheth brugte disse nye værktøjer til at forstå, hvordan en persons mikrobiom ændrer sig over tid og som reaktion på ændringer som kost.

Han opdagede også, at udsving i et mikrobiom ligner andre fysiske interagerende systemer, ligesom fuglebestande og aktiemarkedet. Dette peger på et potentielt sæt universelle principper, som mikrobiomer også følger, han sagde.

"Det er en ære og et privilegium at få anerkendt arbejdet i min ph.d. "Sagde Sheth." Jeg har enorm respekt for alle Hertz -stipendiaterne, og det er dybt meningsfuldt at få valgt mit specialearbejde. "

Mikrobielle samfund synergiserer nye produkter

Sheths forskerskole-informerede arbejde ved forskerskolen ved sin årige opstart. "Vi tager naturligt forekommende kulturer og samler dem som legoklodser i nye fællesskaber og ingredienser."

Nogle af Kingdom Supercultures 'første ingredienser vil komme på hylder på tværs af butikker i USA i efteråret, selvom detaljerne er indhyllet for nu. Generelt, de omfatter nye kulturer for plantebaserede fødevarer, gærede og alkoholholdige drikkevarer og nye produkter til personlig pleje til nogle af de største producenter af forbrugsvarer.

"Vi er super begejstrede for de produkter, vi arbejder på, "Sagde Sheth." Vi smager meget, smag og sansearbejde, og det der er fedt er, at disse individuelle mikrober har den magiske evne til at omdanne mad til noget helt nyt. Vi laver dybdegående eksperimenter for at generere masser af data, men så i sidste ende for næsten alt, hvad vi gør, vi får smagt til sidst, hvilket er et visuelt spændende resultat. "

Nogle virksomheder har gjort indhug i kulturmarkedet, men de er typisk afhængige af et begrænset sæt af et par dusin mikrober, Sagde Sheth. Kingdom Supercultures har en anden tilgang, ved hjælp af en meget bredere vifte af naturlige mikrober, der interagerer med hinanden.

De kan synergisere med hinanden og gennemføre biotransformationer, som ingen enkelt organisme kan udføre. Alt sammen uden nogen genetisk modifikation . "

Ravi Sheth, Fannie og John Hertz Foundation

Sheth, 27, grundlagde sit firma lige efter at have opnået sin ph.d. Efter eksamen, han holdt en tale på en mikrobiom -konference i Irland, fløj hjem og flyttede straks ind i sit nye laboratorium. Kingdom skaffede venturekapitalfinansiering gennem Y Combinator, en af ​​de bedste opstartsacceleratorer med fokus på teknologi. Virksomheden begyndte hurtigt at generere indtægter gennem forskning og udvikling af nye fødevarer.

Ud over at bruge værktøjer, han udviklede på forskerskolen, Sheth er også begejstret for nye måleværktøjer, såsom konfokal mikroskopi. "Det giver os mulighed for at se præcis, hvad mikroberne laver, og er en helt ny type måling. Vi bruger den til at generere enorme mængder data i laboratoriet på tværs af en række projekter."

Værdien af ​​Hertz -stipendiet

Uden støtte fra Hertz Foundation, Sheth tvivler på, at han ville være på sin nuværende bane. Midtvejs gennem sin ph.d. Philip Welkhoff opfordrede ham til at overveje en sommerpraktik hos Bill &Melinda Gates Foundation. Welkhoff er Hertz Foundation's senior fellowship interviewer og medlem af bestyrelsen, samt direktør for malaria i Gates Foundation.

På det tidspunkt, Gates Foundation ønskede at afgøre, om to-årlige doser af azithromycin kunne reducere barndødeligheden i Afrika syd for Sahara, hvor 1 ud af 19 børn dør, før de fyldte fem år. Lægemidlet, gjort mere velsmagende med et strejf af banansmag, reducerede børnedødelighed af alle årsager med 14 procent.

"Arbejdet var virkelig transformerende i, hvordan jeg tænkte på teknologiens indvirkning i verden. Jeg lærte, at du kan have de bedste teknologiske løsninger på problemer, men der er så mange andre faktorer at overveje med hensyn til omkostninger, accept, skala og distribution. Det påvirkede dybt, hvordan jeg tænkte om min langsigtede karriere, næste trin og potentiel indvirkning, "Sagde Sheth.

I Wangs laboratorium, Sheth ledede en opfølgende undersøgelse for at afgøre, i hvilket omfang antibiotikummet omformede mikrobiomet i dyremodeller. Sheth hjalp med at bygge et kort over, hvordan mikrobiomet genopretter og omformer sig selv efter administration af antibiotikumet, ved hjælp af både mikrobiometilgange og nye teknikker, han udviklede.

"Forståelse af virkningsmekanismen er faktisk ret vigtig for at skalere dette som en intervention og udvikle nye og bedre interventioner i fremtiden, "sagde han." Det andet interessante aspekt er, at disse makrolidantibiotika er naturlige produkter fremstillet af forskellige mikrober. Og så rejser det spørgsmålet, hvilken rolle spiller disse antibiotika i naturlige økosystemer? Det er et så fascinerende sæt problemer og har naturligvis dybtgående konsekvenser for menneskers sundhed. "

Sheth har vokset små ting siden barndommen. "I gymnasiet, nogen gav mig en kombucha-scoby, og jeg var fascineret af, hvordan denne underlige måtte selvreplikerede sig. Det er super slimet, men så forvandler det sukker te til noget helt nyt. "

Han voksede op i en familie fascineret af biologiske videnskaber og design. Sheths mor var en arkitekt, der blev kunstpædagog. Hans far er en ingeniør, der arbejdede hele sin karriere inden for forskning og udvikling hos Procter &Gamble, og hans søster starter en bioingeniør -ph.d. ved Stanford University til efteråret.

"Det var en virkelig interessant barndom. Skæringspunktet mellem kunst og videnskab påvirkede mange af de måder, jeg tænker, "Sagde Sheth.

Sheth har nu bragt den kreativitet til mikrober og ønsker at dele sin fascination med andre.

"Når folk tænker på mikrober, de forestiller sig disse skrækkelige patogener, der forårsager sygdom, "sagde han." Men mikrober er så meget mere end det. Disse mikroorganismer har en utrolig transformerende evne, og vi har sandsynligvis kun opdaget 1 procent af, hvad de kan. De andre 99 procent har potentiale til at drive endnu en teknologisk revolution, der ligner virkningen af ​​materialevidenskab, elektronik og computernetværk i det 20. århundrede. Når jeg tænker over dette, bliver jeg virkelig begejstret for, hvad vi arbejder på hver dag. "

Other Languages