2017年新闻

Broad, Columbia collaborators
三个新的哥伦比亚调查人员,Broad研究院的科研合作,旨在胃癌和食道癌;从左至右:博士。安德烈卡利法诺,博士。科瑞约翰内森和博士。亚当低音(约翰内森图像:马丁adolfsson;低音图像:​​SAM奥格登/ Dana-Farber癌症研究所)

合作研究的系统生物学哥伦比亚的部门之间又起, Broad研究所 麻省理工学院和哈佛大学,和 太阳城平台医学中心 (CUMC)正在加速针对胃癌和食管癌新的抗癌药物组合的发现。这些肿瘤尚未引起了突出的研究重点和关注,但一般结果患者的这些疾病较差。根据美国癌症协会,生存率在确诊五年后只有20%。

研究小组在哥伦比亚之间Broad研究院新成立的研究联盟是约要归功于价格家族的基础,它的慈善支持教育,卫生和生物医学研究已知四年的礼物。

哥伦比亚宽泛的团队包括 博士。安德烈卡利法诺 ,创始人和系统生物学系主任; 博士。亚当低音 ,副Broad研究院成员;博士。科瑞约翰内森,Broad研究院高级研究员; 博士。乔希桑内特 ,价格家庭中心综合托胸,肺和哥伦比亚食管中心主任;和博士。 naiyer一个。里兹维 ,价格椅子在太阳城平台临床转化研究。

在2016年,价格家族基金会建议,团队Broad研究院的科学家与研究人员CUMC见面。当时,该基金会急于利用在广泛那里的研究人员已经发现胃癌和食管癌,以创新的癌症系统生物学工作,它支持在CUMC,重点对同一疾病的一个有趣的发现项目。

HTS
科学家海莉可容纳384孔板,在高温超导哥伦比亚基因组中心的汉密尔顿星自动化系统的前合照;图片来源:系统生物学

药物筛选和分析是推动研究和癌症治疗的关键发现。为此,研究人员的系统生物学领导小组最近开发板-seq的,低成本,大容量基因测序的新技术。加上全基因组调控网络分析,该新颖板-SEQ方法前进提供癌患者的个性化治疗的目标。

通过实验室中开发 彼得·模拟人生 安德烈卡利法诺 ,板-SEQ代表“汇集文库扩增为转录表达”测序,并使得专门设计来补充高通量筛选测定的全基因组mRNA分布型。高通量筛选,或HTS,代表药物发现和技术在生物医学研究中广泛应用的重要组成部分。由于成本或复杂性,大多数屏幕使用低复杂度的记者,如细胞活力,蛋白质 - 蛋白质相互作用和细胞生长,例如仍然进行,但是有越来越多的需要夫妇与全基因组记者此筛选方案,衡量在整个基因组的许多蛋白的活性。

“我们的平板-seq的方法可以帮助我们产生药物活性的更全面的画像,”博士说。 SIMS,系统生物学,他在单细胞RNA测序创新工作众所周知的助理教授。 “我们已经能够表明我们的技术削减基因表达的成本大大谱,通过将我们设计的‘条形码’的cDNA样品的方法,这从卡利法诺实验室是在低覆盖高效的计算方法相结合测序数据。这个方法允许我们测序每板96个样品,每个测序运行768个样本的“。

平均而言,板-SEQ降低的全基因组筛选的从大约$ 400每样品下降到每个样品约$ 25的成本。全基因组测序是在推进我们的理解和疾病的预测和识别潜在的治疗很重要。

TRACE cell recoRDers Wang Lab

太阳城平台医学中心的报告 在一项新的研究 科学   由...领着 哈里斯旺, assistant professor of systems biology. Wang 和 collaborators, which include researchers at the Department of Pathology & Cell Biology, have converted a natural bacterial immune system into a microscopic data recoRDer, an innovative framework that can lead to advances in biological applications utilizing bacterial cells for everything from disease diagnosis to environmental monitoring.

Topology data analysis of cancer samples

这里示出,癌样品的拓扑数据数据;图片来源:中rabadan实验室

新的 程序用于数学基因组学(PMG) 的目标,以解决越来越多的研究和急需的区域。在由秋季的2017年推出 罗尔·拉巴丹 在系统生物学系的理论物理学家,新方案将作为太阳城平台的研究中心,其中计算机科学家,数学家,进化生物学家和物理学家能走到一起揭开新的定量技术来解决基本的生物医学问题。

“基因组学方法正在改变我们的许多生物过程,包括许多疾病,如癌症的认识,”博士说。 rabadan,系统生物学和生物医学信息学教授。 “揭开背后的基因组数据的复杂性,我们需要定量方法,包括数据的科学技术,数学建模,统计技术,等等,可以在从大型生物系统以系统的方式提取有意义的信息。” 

这个新的方案正在在合作研究机会建立开拓和发展生物医学研究数学技巧,导致这种疾病的演变,耐药性和创新​​性治疗领域有更深的了解。新方案的首届成员包括跨越多个学科教师:统计,计算机科学,工程和病理,仅举几例。该计划还将提供教育和推广,支持和促进成员的工作,包括联合讨论组,跨校园的课程和科学会议的发展。 

在其推出的荣誉,PMG将共同主持了为期两天 座谈会 二月7日至8日对癌症基因组学和数学数据分析。来自太阳城平台的演讲嘉宾,Sloan Kettering纪念和康奈尔大学将目前的癌症通过基因组学方法研究定量方法的全面概述。 

彼得·模拟人生 Lab Wins CZI AwaRD

助理教授彼得·西姆斯和博士后研究员锦州元显示其自动化的单细胞RNA测序平台。 (照片:琳萨维尔)

助理教授 彼得·西姆斯博士 ,先后被授予就职 陈扎克伯格倡议 (CZI)奖基因测序研究,这将有助于推动人类细胞图谱项目。由世界著名科学家的群体在2016年推出,人体细胞图谱是一个高调的努力,其目的是识别和定义人体的每一个细胞类型和创建地图的集合,将描述健康的细胞基础和疾病。

与支持CZI的,由Facebook首席执行官马克·扎克伯格和他的妻子,陈慧娴的,博士创立。模拟人生和他的系统生物学系组将接受补助资金试点为高吞吐量的单细胞测序一个革命性的技术。称为范围-SEQ,该新颖的,经济的方法进行加上大规模相同个体细胞的实时成像RNA测序。

“我们希望,我们的方法将提供功能性见解将由不能单从基因组分析中得到的人类细胞图谱的努力发现新的细胞类型,”博士说。模拟人生。

罗尔·拉巴丹
罗尔·拉巴丹

老乡系统生物学教授 罗尔·拉巴丹博士 ,谁指使癌症的演变和异质性的拓扑中心,也在由汤姆·马尼亚蒂斯,博士,谁赢得了他们的研究的拨款,以构建所有细胞的基因活动的图谱在人体脊柱领导的合作获得来自CZI支持线。博士。马尼亚蒂斯主持生物化学和分子生物物理学系,指导太阳城平台的精密医学主动性,是哥伦比亚的莫蒂默B A首席研究员。祖克曼头脑大脑行为研究所。

海报获奖者系主任安德烈卡利法诺(右一),从左至右:塞巴斯蒂安weyn-vanhentenryck,昊运和锦州元

研究多样性和创新是在系统生物学的年度务虚的部门的关键主题。手持七重峰Tarrytown的18,纽约,撤退是由145位嘉宾出席,其中包括教师,学生,博士后,科研人员和部门客人的混合。一系列演讲展示在正在进行的合作项目 中心癌症治疗系统 (CAST),与会话沿教师对他们正在进行的研究,例如,在计算遗传学,复杂的预测方法与癌症相关的基因组学领域。全天活动还包括海报会议和竞争,突出才能的学生和研究人员的部门的游泳池。

系主任 安德烈卡利法诺 说,他希望的是年度务虚会给予每个人都有机会“上的各种不同的研究和各种方法目前在部门去反省。” 

教师评委评为海报设计比赛的三位获奖者,承认学生昊运和塞巴斯蒂安weyn-vanhentenryck和博士后研究员,锦州元的工作。

昊运,一个博士生 尼古拉斯·塔通蒂的 实验室中,看着靶向治疗中,使用的化学品通过具有特定分子靶的干扰阻止癌症的生长和转移的新兴治疗。如表皮生长因子受体抑制剂在癌症治疗中使用的电流剂通过低功效和高毒性对正常组织的限制。豪集中在G-蛋白偶联受体(GPCR),膜受体,这尚未在目标治疗中使用的最大家族。浩建的计算工作流程,以确定癌症治疗的GPCR,并在他的研究,结果表明预测的GPCR兼顾高疗效和毒性低的水平,提供癌症药物开发的新方向。

挥洒辰,博士生在哈里斯旺实验室,获得了最佳海报奖在最重要的国际会议之一, 2017 Synthetic Biology: Engineering, Evolution & Design (SEED) 在温哥华,加拿大不列颠哥伦比亚省6月23日RD。晃动的海报是“通过设计水平基因转移哺乳动物消化道微生物组的宏基因组原位摄”标题。卡洛塔隆达,在王实验室的博士后,和维托尔·卡布拉尔,在王实验室担任博士后,促成挥洒的项目也是如此。 

“种子2017集中在科学和技术的进步,从合成生物学领域出现。这被广泛定义为加快基因工程的工艺技术。会议强调了新工具的发展,以及这些工具在不同生物技术问题,包括治疗药物,工业化学品和燃料,天然产物,和农业中的应用。今年的主题是“构建合成生物学的基础,换算起来,并将其应用到关键的问题。””  

恭喜,挥洒! 

合照的照片是分子系统生物学的摇摆陈和大卫lemberger 

研究人员在太阳城平台医学中心已经创建了一个新的工具来形容,其中细胞可发展为多种可能的方式。植根于拓扑结构的数学领域,该工具提供了一个路线图,提供了详细了解干细胞如何产生特化细胞。 

该研究结果发表在自然生物技术5月1日。 

每种生物始于一个小区。作为细胞分裂,其拷贝岔开成为特化的细胞,如心脏,骨或脑细胞 - 在一个过程被称为分化。要明白,移动单元格沿着这条道路的内部和外部的线索,科学家们可以顺序使用这些RNA-的是转化DNA到蛋白质和其他分子产品的使者。 

从一批细胞测序RNA是不理想的,但是,因为细胞通常是在不同的发展状态。为解决这一问题,科学家们已经开发出单细胞RNA测序。 “它就像一个新的显微镜,给我们一次学习许多生物现象的能力,”说 罗尔·拉巴丹博士在太阳城平台系统生物学和生物医学信息学,副教授,论文的合着者。 “然而,研究人员仍然留下的理解不同细胞状态,这推动发展的过程之间的关系问题。” 

To study cellular development, scientists use mathematical tools to analyze massive amounts of sequencing data. But these tools rely on underlying assumptions that narrow the possible results. “Due to the complexity involved in cellular development, models that make assumptions actually limit your ability to make new discoveries,” said Abbas Rizvi, PhD, a postdoctoral research scientist in Columbia’s Department of Biochemistry & Molecular Biophysics 和 the lead author of the paper. 

有性繁殖可如果生物没有进化的方式受精过程中抑制免疫系统,根据从鹭夏皮拉,博士,系统生物学助理教授的实验室的一项最新研究从未成为可能。

这项研究,在今天公布的免疫力,采取了深入探讨如何脊椎动物卵受精。

打入侵的病原体,所有的生物(包括脊椎动物细胞)进行编程,以检测和攻击在细胞的细胞质细胞核外发现的任何DNA和RNA国外。它通常是一个安全的赌注,在细胞质中发现的DNA来自外来微生物,因为细胞自身的DNA在核安全隔离。但受精过程中,DNA和RNA的精子可短暂暴露于细胞质鸡蛋和的危险被识别和攻击。

受精成功,博士。夏皮拉的理由是什么,必须防止免疫系统从受精过程中攻击DNA和搜索基因组中的候选人。

搜索发现了一个名为nlrp14基因,该基因编码的蛋白博士。夏皮拉的实验室证明发挥先天免疫系统的作用。而不nlrp14,免疫系统诱导对DNA和RNA强烈的炎症反应在细胞质中发现,和受精过程进入停止状态。

这一发现可能导致新的方法来治疗不孕症或开发新的避孕药。
nlrp14及相关基因在许多其他生物体中发现,博士。夏皮拉说,”维护遗传物质是硬连线到每一个生物体。因此,不断发展的机械抑制配子过程可能已经进行有性繁殖进化的先决条件“。

这一发现可能导致新的方法来治疗不孕不育(人约2%携带nlrp14突变),或者反过来,开发新的避孕药。

此外,由于nlrp14抑制免疫系统的关键臂,它可以用作用于各种疾病状态(即,调谐免疫应答中的自身免疫性疾病,如IBD,哮喘和狼疮的情况下,以抑制一个可行的治疗靶标,并且在癌症的情况下,提高)。

艾琳布什 Receives AwaRD

艾琳布什 with Department of Systems Biology 助理教授 彼得·模拟人生 和 College of Physicians & 科学s Dean Lee Goldman. (Photo: Amelia Panico)

系统生物学的部门是自豪地祝贺 艾琳布什 上被选择为 太阳城平台 College of Physicians & Surgeons 2016 Officer of 研究 AwaRD。该奖项每年授予认识到选择的工作人员为他们的工作场所的突出贡献之一六。 2016年的受助人在发生在太阳城平台医学中心于2017年1月12日的仪式上得到了承认。

艾琳是在一个人交往 JP苏兹贝格哥伦比亚基因组中心 和测序专家在实验室工作 彼得·模拟人生安德烈卡利法诺。她一直在帮助开发新的下一代测序技术,专注于低输入和单细胞DNA和RNA文库制备和测试。作为 CUMC编辑部报告:

以她的专业技能和敬业精神,毫秒。布什很荣幸为她的系统生物学的部门工作,她的时间和专业知识的三个实验室之间的分裂。在苏兹贝格太阳城平台基因组中心,她的努力在测序核心设施提高效率,使核心的扩张。最近,她协助开发的RNA测序技术与卡利法诺和西姆斯的实验室,让研究人员筛选药物,以低成本和高通量遗传效应。这项新技术是疾病的研究和精密医药有前途的工具,并导致部门内的数百万美元的联邦拨款。

The P&S Annual AwaRDs recognize one employee each in the categories of Management, Administration, 研究, Clerical & Technical, Diversity, 和 Community Service.

恭喜,艾琳!

哈里斯旺哈里斯旺

哈里斯旺 先后被评为著名的总统奖的科学家和工程师(PECASE)的获得者。 博士。王102名研究人员今天奥巴马总统的认可 作为这一荣誉的最新收件人。

该PECASE被认为是美国对年轻科学家和工程师的最高奖项,在参与联邦机构的建议,白宫每年颁发一次。该奖项在其独立研究事业谁表现出卓越的承诺,在二十一世纪科学技术的前沿引领的开始庆祝年轻的研究人员。

Integrating data sources

目前临床和分子数据被存储在使用不同的语义和不同格式的多种不同的数据库。一个深层链接所谓的新项目旨在开发一个框架,使其能够跨越不原意相交的平台比较和分析数据。 (尼古拉斯·塔通蒂的图像提供。)

医生和基本的生物科学家倾向于谈论不同语言的人的健康。而在门诊焦点上的现象,如症状,药物作用,和治疗结果的医生,基础科学家往往在分子和细胞水平上集中的活动,如遗传改变,基因表达的变化,或蛋白质谱。虽然这些不同的层都是生理相关的,有用于存储和组织不同类型的数据来描述他们,难以让科学家系统地整合和分析在不同的生物尺度的数据没有标准的术语或框架。能够做到这一点,许多研究者现在认为,可以提供更高效,更全面地了解和防治疾病。

一个新项目最近推出 尼古拉斯·塔通蒂 (在系统生物学和生物医学信息学的太阳城平台部门助理教授)与联合首席调查员一起 春华翁 (生物医学信息学系)和 米歇尔·迪蒙捷 (斯坦福大学),旨在弥合这一鸿沟。与支持的国家中心推进转化科学(ncats)一$ 1.1万美元的赠款的科学家已经开始开发一个工具,他们深层链接呼叫,数据转换器将在多尺度综合与健康相关的调查结果。

作为博士。 tatonetti解释说,“我们要关闭我们所说的互操作性的差距,在语言有着根本的区别,并用来描述语义模型和知识的临床和分子域之间。我们的目标是建立一个可扩展的电子架构集成了巨大的多尺度知识,现在是可用的。”