Рам Самудрала - Ram Samudrala

Рам Самудрала
Самудрала biography.jpg
Родился ( 1972-03-23 )23 марта 1972 г. (49 лет)
Альма-матер Уэслианский университет Огайо , Мэрилендский университет , Стэнфордский университет
Известен Все моделирование на основе атомных знаний, структурная системная биология, компьютерное открытие лекарств, философия свободной музыки
Награды
Научная карьера
Поля Вычислительная биология
Учреждения Университет Буффало , Вашингтонский университет
Докторант Джон Молт
Другие научные консультанты Майкл Левитт
Влияния Дуглас Хофштадтер , Ричард Столмен
Веб-сайт ram .org
compbio .org

Рам Самудрала - профессор вычислительной биологии и биоинформатики в Университете Буффало , а ранее - в Вашингтонском университете в Сиэтле , США. Он исследует сворачивание белков и протеомов , их структуру, функции, взаимодействие, дизайн и эволюцию, охватывая от атомного до организменного уровней описания. Он опубликовал более 140 рукописей в различных журналах, включая Science , Nature , PLoS Biology , Drug Discovery Today , Proceedings of the National Academy of Sciences и Journal of the American Medical Association .

Самудрала также является музыкантом, который публиковал и записывал работы под псевдонимом TWISTED HELICES. В 1994 году он опубликовал « Философию свободной музыки» , в которой точно предсказал, как легкость копирования и передачи цифровой информации через Интернет приведет к беспрецедентным нарушениям законов об авторском праве и новым моделям распространения музыки и других цифровых носителей. О его работе в этой области писали еще в 1997 году различные средства массовой информации, включая Billboard , Forbes , Levi's Original Music Magazine , The Free Radical , Wired и The New York Times .

Образование и карьера

До прихода на факультет Вашингтонского университета Самудрала был научным сотрудником с Майклом Левиттом в Стэнфордском университете с 1997 по 2000 год, получив стипендию по программе математики и молекулярной биологии (финансируемой NSF и Фондом Берроуза Велкома). ). Он получил степень бакалавра в вычислительной технике и генетике из Уэслианского Университета Огайо (1990-1993) в качестве Уэслианского Scholar, и завершил его Ph.D. в области вычислительной биологии с Джоном Моултом в Университете Мэриленда (1993–1997) в качестве научного сотрудника по технологиям жизни. В 2001 году Самудрала стал первым преподавателем, принятым на работу в качестве доцента в рамках Инициативы передовых технологий в области инфекционных заболеваний, созданной Законодательным собранием штата Вашингтон «как мост между передовыми исследованиями и образованием и новой экономической деятельностью». Он был назначен доцентом с пребывания в 2006 году В 2014 году он стал профессором и начальником отдела биоинформатики в Университете штата Нью - Йорк, Буффало.

Награды и почести

Самудрала получил награду Searle Scholar Award, которая финансирует выдающихся молодых ученых в 2002 году, был назван одним из лучших молодых новаторов в мире ( TR100 ) по версии MIT Technology Review в 2003 году и был выбран для проведения лекции по науке в медицине Вашингтонского университета для новых исследователей в 2004 году. В 2005 году он получил награду NSF CAREER Award, которая присуждается «выдающимся ученым и инженерам, демонстрирующим исключительный потенциал для лидерства на передовых рубежах знаний». В 2008 году он получил премию Alberta Heritage Foundation for Medical Research Visiting Scientist Award и был награжден почетными дипломами городов Касма и Яутан , Перу , за свою работу по открытию вакцин. Он был финалистом премии Pioneer Award директора NIH в 2006 году (25 из 465 претендентов были отобраны в качестве финалистов) за новую идею по определению структур всех белков в растворе, которую он затем представил на седьмой оценке методов прогнозирования структуры белков в сообществе ( CASP7). В 2010 году он снова стал финалистом и получил премию Pioneer Award за платформу для разработки новых лекарств (CANDO), позволяющую проверять каждое известное лекарство на соответствие каждой известной целевой структуре методом дробовика для открытия новых повторно используемых терапевтических средств. особенно для болезней, получающих недостаточное медицинское обслуживание. В том же году он получил премию Вашингтонского университета за лучший научный руководитель. В 2019 году Самудрала был назван исключительным ученым Университета Буффало, а также награжден премией NIH NCATS ASPIRE Design Challenge.

Исследовать

Исследование Самудрала было сосредоточено на понимании того, как геном организма определяет его поведение и характеристики, и применении этой информации для улучшения здоровья и качества жизни. Его видение состоит в том, чтобы создать вычислительную модель жизни, сфокусированную на деталях атомарного уровня, организации и расположении всех задействованных компонентов, которую он называет « структурным ». Структеом, который представляет собой фактическую структурную организацию компонентов на атомном уровне, по самой своей природе включает отдельные молекулы, такие как ДНК, РНК, белки и метаболиты, а также более крупные группы, такие как геномы, протеом, интерактомы, коннектомы и т. Д. . Поскольку видение представляет собой большой набор атомов с подгруппами атомов, которые работают вместе сложным динамическим образом, белок будет представлять собой набор атомов, многие из которых ковалентно связаны, которые взаимодействуют друг с другом для выполнения определенной биологической функции. Таким образом, работа Самудрала сосредоточена на белках, которые являются фундаментальной единицей биологической функции в структуроме. Атомы в структурноме взаимодействуют с окружающей средой, которая может включать другие структуртеомы (или их компоненты), тем самым вызывая странную петлю или запутанную иерархию взаимодействий. Таким образом, структеом будет включать не только все атомы и их взаимодействия внутри этого структуома, но также все взаимодействия с другими структурами. Самудрала расширил эту теоретическую основу, чтобы объяснить, как эволюция работает путем рекурсии существующей информации, и использовал ее для решения исследовательских задач с практическим применением в медицине, таких как терапевтическое открытие, основанное на стыковке с динамикой, многоцелевой ориентации и перепрофилировании лекарств в манере дробовика. а также в нанобиотехнологиях, таких как инженерия тканей зуба путем создания новых пептидов, которые связываются с различными неорганическими субстратами.

В частности, на более обоснованном уровне, он с самого начала постоянно принимал участие, выступал и публиковал материалы о слепых экспериментах по предсказанию структуры белка, известных как CASP . Его работа с Джоном Моултом в CASP1 в 1994 году и CASP2 в 1996 году и с Майклом Левиттом в CASP3 в 1998 году является одним из первых улучшений слепого предсказания структуры белка как в сравнительной категории, так и в категориях моделирования без использования шаблонов. Вместе с Джоном Моултом в рамках его докторской диссертации он был первым, кто разработал и применил основанную на знании тяжелого атома функцию условной вероятности различения, а также теоретико-графические методы для точного прогнозирования взаимодействий для сравнительного моделирования белковых структур. Вместе с Майклом Левиттом , в рамках его постдокторской стажировки, он разработал комбинированный иерархический подход для предсказания структуры de novo, а также базу данных Decoys 'R' Us для оценки функций распознавания.

После того, как он присоединился к факультету Вашингтонского университета , исследовательская группа по вычислительной биологии Самудрала разработала серию алгоритмов и модулей веб-сервера для прогнозирования структуры, функции и взаимодействий белков, известных как Protinfo.

Затем группа Самудрала применила эти методы ко всем протеомам организма, создав основу, известную как Биовселенная, для исследования взаимоотношений между атомным, молекулярным, геномным, протеомным, системным и организменным мирами. Инфраструктура Bioverse выполняет сложные анализы и прогнозы на основе данных геномной последовательности для аннотирования и понимания взаимодействия белковой последовательности, структуры и функции как на уровне отдельной молекулы, так и на уровне системы. Набор прогнозов первого прохождения доступен для более чем 50 протеомов организма, и структура была использована для аннотирования готовой последовательности генома риса, опубликованной в 2005 году. В настоящее время он работает над интеграцией огромного количества данных о взаимодействии белков (с другими белками, ДНК, РНК и лиганды меньшего размера) и моделирование их на атомном уровне. Конечная цель проекта Bioverse - понять и смоделировать жизнь на атомарном уровне. Подмножество этого взаимодействия на атомном уровне, состоящее из большого набора небольших молекул, принимаемых человеком, и набора структур, представляющих белковый мир, уже было создано как часть платформы для открытия лекарств, описанной ниже.

Наконец, группа Самудрала первой стала пионером в успешном применении этих фундаментальных научных методов к открытию лекарств , включая платформу вычислительного анализа возможностей новых лекарств (CANDO), финансируемую премией NIH за первопроходцев 2010 года, которая оценивает терапию по всем показаниям путем анализа и сравнения структурных характеристик. сигнатуры взаимодействия соединение-протеом. Комбинация новых методов стыковки и / или их использование на платформе CANDO привело к проспективно подтвержденным прогнозам предполагаемых лекарств против денге, кариеса зубов, герпеса, волчанки и малярии, а также к сотрудникам, работающим по конкретным показаниям.

Другие успешные области применения включают медицину, прогнозирование лекарственной устойчивости / восприимчивости к лекарствам от ВИЧ; нанобиотехнология, при которой небольшие многофункциональные пептиды, которые связываются с неорганическими субстратами, разрабатываются с помощью вычислений; и взаимодействие нескольких организмов, включая проект « Питательный рис для мира» (NRW), в котором методы прогнозирования структуры белка применяются ко всем поддающимся трактовке белкам, кодируемым геномом риса в IBM World Community Grid, а также проект 1KP для прогнозирования структур белков. функции и взаимодействия 1000 протеомов растений. Проект NRW использовал возможности отдельных ПК через Grid для выполнения своих вычислений, чтобы помочь разработать лучшие сорта риса с более высоким урожаем и диапазоном биодоступных питательных веществ, и был освещен более чем 200 СМИ по всему миру, включая The New York Times , BusinessWeek , NSF. , "Таймс оф Индия" и " Форчун" .

использованная литература

внешние ссылки