Stomach Health > želudac Zdravlje >  > Q and A > želudac pitanje

Istraživač NAU -a dodijelio je 3,75 milijuna dolara NCI potpore za izradu softvera za istraživanje raka

Greg Caporaso, ravnatelj Centra za primijenjenu mikrobiomsku znanost, dio Instituta za patogene i mikrobiome (PMI) na Sveučilištu Sjeverna Arizona, dodijeljen je grant od 3,75 milijuna dolara od Nacionalnog instituta za rak (NCI) za izradu softvera sposobnog za analizu i arhiviranje podataka usredotočenih na međudjelovanje između ljudskog mikrobioma (bilijuni mikroorganizama koji žive u i na ljudskom tijelu) i različitih vrsta raka .

Razvoj određenih vrsta raka - raka želuca i raka vrata maternice, na primjer - imati dobro uspostavljene mikrobne veze. Naše tehnologije za proučavanje ljudskog mikrobioma brzo su napredovale u posljednja dva desetljeća i svakodnevno napreduju. Kao rezultat, sada imamo mnogo novih tehnika za generiranje podataka o sastavu i aktivnostima ljudskog mikrobioma, i mnogi istraživači raka rade na korištenju ovih informacija za razumijevanje novih mikrobnih veza.

Međutim, budući da su analitičke metode tako nove, trenutno nedostaje softver potreban za pretvaranje ovih podataka u novo znanje. Uz ova sredstva, ispunit ćemo tu softversku prazninu razvojem novog softvera otvorenog koda za povezivanje ljudskog mikrobioma s rakom. Očekujemo da će nam to u konačnici omogućiti bolje razumijevanje razvoja raka, kako bi se ranije otkrio rak i poboljšalo liječenje i oporavak od raka. "

Greg Caporaso, Direktor, Centar za primijenjenu znanost mikrobioma

Projekt koji financira NCI omogućit će Caporasu i njegovom timu da poboljšaju QIIME 2, softversku platformu za bioinformatiku koju su prvi put objavili krajem 2016. poboljšati pristup bioinformatičkim metodama i podacima mikrobioma raka. Caporasov tim na NAU-u uključuje diplomirane i preddiplomske studente te inženjere softvera s punim radnim vremenom.

Matthew Dillon i Evan Bolyen, dva istraživača softverskog inženjera u Caporasovom laboratoriju i prvi autori na papiru QIIME 2, bit će središnje uključen u sve aspekte dizajna i razvoja ovog projekta. Tim planira razviti QIIME 2 u mikrobiomsku multi-omics bioinformatičku platformu, podržavajući analizu i integraciju genoma, metagenomski, metabolomiku i druge "omičke" podatke, vođen potrebama zajednice za istraživanje raka.

"Mnogi važni projekti mikrobioma raka napredovali su integriranjem različitih tipova podataka, ipak, preostaju znatne tehničke prepreke da bi bioinformatika mikrobioma s više omika postala dostupna svim istraživačima čiji bi projekti imali koristi od ovih metoda, "Rekao je Caporaso.

S iskustvom u softverskom inženjeringu, Caporasov prethodni projekt, QIIME 1, započela je prije 12 godina u suradnji sa svojim postdoktorskim savjetnikom Robom Knightom, sada direktor Centra za mikrobiomske inovacije na Kalifornijskom sveučilištu, San Diego (UCSD). QIIME 1 osmišljen je kako bi im olakšao vlastita istraživanja mikrobioma - poput onih pronađenih u ljudi ili u tlu - ali i učinio te metode pristupačnim svim istraživačima mikrobioma.

Caporaso se pridružio fakultetu NAU -a 2011. gdje je nastavio svoj rad na QIIME 1. Kroz svoj rad s Partnerstvom za prevenciju raka domorodaca Amerike, i kasnije tijekom odmora u NCI -u, Caporaso je shvatio potencijalnu važnost ljudskog mikrobioma za rak. Njegovi primarni radovi o QIIME 1 i 2 sada su citirani gotovo 25, 000 puta u primarnoj istraživačkoj literaturi, što ga čini jednim od najcjenjenijih istraživača na NAU -u, prema Google Scholar -u, i Caporaso napominje da je gotovo 20 posto tih citata iz studija o raku. To ga je navelo da počne usmjeravati napore na bolju podršku zajednice za istraživanje raka s QIIME -om, i na kraju na ovu petogodišnju nagradu NCI-a.

"Ovo je uzbudljivo za istraživače raka jer će omogućiti novu vrstu istraživanja u istraživanju mikrobioma, "rekao je." QIIME se obično koristio za stvaranje taksonomskog razumijevanja mikrobioma-koji su mikrobi prisutni u ovom okruženju, te kako se zajednice mikrobioma međusobno uspoređuju na temelju njihovog taksonomskog sastava. Počinju se primjenjivati ​​nove tehnologije koje će nam pomoći da razmotrimo druge čimbenike, kao što su biološke aktivnosti kojima se mikrobi bave, i produkti metabolizma tih aktivnosti. Integrirajući ove podatke, zajedno s podacima o domaćinu, kao što je njihov genom, zasigurno će nas dovesti do novih mehaničkih shvaćanja uloge mikrobioma u raku. "

QIIME 2 će podržati analizu novih vrsta podataka, kao što su metagenomika i metabolomika, odgovoriti na pitanja o aktivnosti mikroba. To će uključivati ​​informacije o funkcionalnim genima kodiranim u mikrobnim genomima i metabolitima prisutnim u okolišu - malim molekulama poput kofeina ili etanola i proizvodima koje stvaraju mikrobi - te kako bi mogli utjecati na domaćina.

"S profiliranjem mikrobioma, dobivamo ideju o biologiji; s profiliranjem metabolita, dobivamo sliku kemije. To nam pomaže razumjeti veće, cjelovitiji pogled na ono što se događa u ovom beskrajno složenom okruženju crijevnog mikrobioma u kojem imate trilijune stanica koje međusobno djeluju i sa svojim okruženjem, svi stvaraju i konzumiraju metabolite, koji utječu na njihovo ponašanje i ponašanje naših stanica. Moći ćemo znati ne samo tko je tamo u smislu mikroorganizama, ali ono što rade, gdje žive i kako međusobno komuniciraju. "

Kao i kod QIIME 1, QIIME 2 je softverska platforma otvorenog koda, besplatna i dostupna svima. QIIME 2 osmišljen je za proširenje automatiziranih metoda praćenja i izvješćivanja radi poboljšanja ponovljivosti istraživanja, i s tim sredstvima tim će stvoriti nove alate za pomoć pri dugoročnom arhiviranju podataka. Ažuriranja za QIIME 2 tromjesečno objavljuje Caporasov tim, i već su počeli raditi na postizanju nekih ciljeva ove potpore.

"Ovo je nevjerojatno uzbudljiv projekt za istraživačku zajednicu mikrobioma raka, "rekla je Melissa Herbst-Kralovetz, izvanredni profesor na Sveučilištu Arizona Cancer Center i direktor Programa za istraživanje ženskog zdravlja na Medicinskom fakultetu UA-Phoenix. "Moj laboratorij istražuje ulogu mikrobiote u ginekološkom karcinomu, spolno prenosive infekcije i zdravlje žena. Trenutno, koristimo 3D in vitro ljudske modele za bolje razumijevanje uloge mikrobiote u razvoju i progresiji raka, koji se oslanja na integriranje različitih vrsta podataka iz kliničkih uzoraka i naših 3D modela temeljenih na laboratorijima. Nova funkcionalnost koja se razvija za QIIME 2 pomoći će nam u procjeni točnosti ovih modela, i na kraju prevesti informacije koje dobijemo s ovih 3D modela natrag u kliniku za borbu protiv raka. "

"Kad budemo mogli početi povezivati ​​biologiju domaćina, mikrobiologija i kemija, tada ćemo zaista moći shvatiti neke nedostajuće veze između mikrobioma i razvoja raka ili liječenja raka, "Rekao je Caporaso.

Other Languages