Untersuchen die molekularen Mechanismen der Krankheit Goes Digital

Diese ScienceLives Artikel wurde Live Science in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Während des Studiums der Veterinärmedizin in Mexiko, Clemente Aguilar am meisten genossen die Praxis der Chirurgie. Aber dann zog ihn Methoden zu untersuchen, molekulare Mechanismen hinter Krankheit über Berechnung in der computational Immunologie.

Jetzt als postdoctoral Fellow am National Institute for Mathematical and biologische Synthese, die von der National Science Foundation finanziert wird, Aguilar nutzt genomic und Proteomic Daten (Daten in Bezug auf Proteine), mathematische Modelle entwickelt, um ein besseres Verständnis der molekularen Strukturen und Interaktion zu entwickeln – Arbeit, die letztlich die Entwicklung von Arzneimitteln und Impfstoffen helfen könnte. Derzeit untersucht er die Struktur des Trypanosomen Trypanosoma Parasiten, einem besonders gefährlichen Parasiten, die Chagas-Krankheit verursacht, die Millionen von Menschen betrifft.

Name: Clemente Aguilar
Alter: 42
Institution: Nationales Institut für mathematische und biologische Synthese
Heimatstadt: Saltillo, Coahuila, Mexiko
Fachrichtung: Rechnerische Immunologie

Was ist dein Feld und warum begeistern es Sie?

So weit kann ich zurückdenken, I've been leidenschaftlich Verständnis der Natur, insbesondere Lebewesen. Ich entschied mich für Veterinärmedizin eingehen, weil ich Tiere mag und ich mache mir um ihre Gesundheit, sondern auch sorgen weil das Wohlbefinden der Tiere wirkt sich auf das Wohlbefinden des Menschen.

Im Laufe der Zeit interessierte ich mich sehr tief molekulare Mechanismen der Krankheit zu verstehen. Als Studentin der Tiermedizin ich in einem Labor gewidmet Genomics arbeitete und studierte die Genomik des Hundes. Es fasziniert mich, die ein Computerprogramm den evolutionären Prozess der Genom-Reorganisation anhand von DNA-Sequenzen verfolgen konnte. Und es überrascht mich, die Mutationen im Organismus nachgewiesen werden konnte, mit einem Stück Software, und die die gleiche Software konnte uns sagen, welche Mutationen verbunden waren. Die meisten verblüffend erfuhr ich, dass die molekularen Grundlagen von Erkrankungen mit Computer modelliert werden könnte.

Bitte beschreiben Sie Ihre aktuelle Forschung.

Meine Forschung konzentriert sich auf mit vorhandenen Genomik und Proteomik Informationen zu Berechnungsmethoden entwickeln, die erweitern unser Wissen über die molekularen Mechanismen der Krankheit und erhöhen Sie die Geschwindigkeit der Entwicklung von Immuntherapien und Impfstoffe. Die Modellorganismen, die ich für meine Forschung benutze sind Parasiten. Einer von ihnen ist Trypanosoma Trypanosomen, die Erreger der Chagas-Krankheit, das betrifft Millionen von Menschen in Lateinamerika und ist eine neue Infektionskrankheit in den Vereinigten Staaten.

Was ist das primäre Ziel Ihrer Forschung?
Mein Ziel ist es, effiziente Algorithmen, um vorherzusagen, molekulare Strukturen und molekulare Interaktionen, die letztendlich in der Entwicklung von Medikamenten oder Impfstoffen unterstützen können zu entwickeln.

Welche Vorteile hat Ihre Arbeit Gesellschaft?

Bau von neuen Ideen, um das Wissen über einem beliebigen Forschungsgebiet zu erhöhen, ist der größte Vorteil der Wissenschaft für die Gesellschaft. In meinem Fall sind Gebäude neue Methoden, um Moleküle zu kennzeichnen, die einen direkten Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben meine Hauptbeitrag.

Was gefällt Ihnen an Ihrer Arbeit am besten?

Drei Dinge: Erstens, die Herausforderung der Gewinnung von neuem Wissen aus Daten, die aus biologischen Experimenten abgeleitet ist und ist oft öffentlich zugänglich; Zweitens: ich mag die Menschen, die, denen ich mit anderen interagieren. Als rechnerische Biologe bin ich oft Teil eines Forschungsteams, die Mathematiker, Informatiker, Chemiker und Biologen beinhaltet, und lernen, ihre "Sprache" sprechen, ich lerne von ihren Feldern. Schließlich genieße ich mentoring Studenten und helfen ihnen ihre Ziele zu erreichen.

Was ist die beste professionelle Beratung, die Sie jemals erhalten?

Wenn ich von Veterinärmedizin in Bioinformatik gewechselt wurde ich zur Anpassung an ein ganz neues Feld kämpfte, und benötigt eine komplette Denkweise Anpassung. Vor allem kämpfte ich mit mathematischen Aufbaukurse. In der Veterinärmedizin brauchen Sie natürlich ein solides Verständnis der Mathematik für persönliche und geschäftliche Finanzen, richtigen Berechnungen der Nährstoff Bedarf für die Tierernährung, richtige Dosierung von Arzneimitteln und ordnungsgemäße Verwaltung der Anästhesie. Aber du musst Programm Computer-Algorithmen zu entwickeln oder statistische Modelle zum Extrahieren von Informationen aus molekularer Daten anwenden. Um die Krankheit zu verstehen, hatte ich zur Anpassung an diese neue Strategien und Tools, die nicht leichte Aufgabe war. Es war dann, als meine Frau mich erinnert, die meine Ziele waren größer als die Hindernisse, mit denen, die ich konfrontiert wurde. Ich brauchte nur härter und durchhalten.

Was ist die überraschendste Aspekt Ihrer Arbeit?

Für mich ist es immer noch überraschend, dass ich mein Labor in meinem eigenen PC haben kann, enthält viele Werkzeuge, um Daten zu analysieren, die ich aus Datenbanken, enthält eine Fülle von Informationen herunterladen können. Ich kann auch mit leistungsfähigen Systemen Simulationen laufen verbinden. Mit all diesen Tools ist es möglich, präzise Schlussfolgerungen mit mathematischen Modellen zu erreichen bevor Sie biologische Experimente durchführen. Viele Aspekte der biologischen Systemen können quantitativ besser simuliert werden und somit ihre Eigenschaften vorhergesagt werden können. Oft, solche Eigenschaften möglicherweise nicht offensichtlich für den Experimentator bis Analyse ihnen zeigt.

Welche spannenden Entwicklungen in der Zukunft für Ihr Feld liegen?

Biologen setzen mehr und mehr auf mathematisch-numerische Techniken für ihre Arbeit benötigen. Rechnerische Immunologie hat das Potenzial, ermöglicht die Identifizierung von potenziellen Allergenen in gentechnisch veränderten Medikamente und Lebensmittel, verstehen, das Verhalten und die Ausbreitung von Infektionskrankheiten, die Natur der Spezifität in immun-Netzwerk und Immunogenität verstehen und prognostizieren Wachstum und Oberfläche Antigene auf Krebszellen, um nur einige Beispiele zu nennen.

Wer ist dein Held #1 und warum?

Ich leide nicht an Götzendienst, und so ist es schwer ein einzelnes Individuum als #1. Jedoch sind die Eigenschaften, die Menschen, die ich bewundere gemeinsam haben, dass sie große geistige Stärke besitzen, sind in der Lage, anspruchsvolle Unwissenheit und demütig zu bleiben. Ich kann einige von denen, die ich, wie große Personen sehe nennen: Sokrates, Jane Goodall und José María Morelos (mexikanischer katholischer Priester und revolutionär Rebellenführer, die Bewegung des mexikanischen Unabhängigkeitskrieges führte).

Was tun Sie, wenn Sie nicht im Labor oder im Feld sind?

Ich mag zu halten in Form von Kampfkünsten und ins Fitnessstudio. Fotografie ist eines meiner größten Hobbys, und in meiner Freizeit ich mag zu lesen, vor allem Romane oder Bücher über Wissenschaft, Geschichte und Philosophie.

Anmerkung der Redaktion: Die Forscher in den ScienceLives Artikeln dargestellt wurden unterstützt durch die National Science Foundation, die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die ScienceLives Archiv.