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Manolis Kellis使用计算技术来破译人类疾病

发布日期:2019-07-14 19:00:25 编辑:跑步知识网阅读次数:

对于马诺利斯Kellis,多语言的生物学有浓厚的兴趣,部分从浸泡。

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Kellis ‘99,’99工程硕士,博士'03,电气工程和计算机科学副教授,大部分童年在风景如画的雅典度过的,他能从哪里的房子的阳台上看到的帕台农神庙。他在学校科目的出色表现对数学和科学的自然亲和力。

当他12岁时,他的家人搬到法国,Kellis和他的兄弟姐妹一道,成为法国学校 - 很快迫使兄弟姐妹里学到的知识一招。Kellis发现自己已经工作了两次,第一次翻译成希腊文的数学问题解决,然后将溶液翻译成法文。由于他从小熟悉的法语,文学和哲学,他认出了他的家乡希腊和法国之间的联系。

四年后,当他的家人再次感动,这一次到美国,德米凯利斯再次被放入一个新的语言环境。从希腊到法国英语浸泡快,这样他就可以看到一个共同的根源,复合词和类似表达的语言 - 这种技术是在他以后的研究生物学有用。

“通过了解不同的文化共同的根源和词汇和概念的词源,我产生了兴趣发展,”德米凯利斯说:。“这就像我跟踪与相同的语言遗传原子的路上,我的团队现在通过进化跟踪共同基因和功能。“

生物机会

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最初,生物是不是职业生涯的规划德米凯利斯的一部分。作为麻省理工学院的本科,凯利学习计算机科学,认真开展各种项目,从机器人的身体图像识别和动作分析来学习。生物学只是偶尔出现在他的雷达。

作为一名研究生,Kellis回忆到学生中心在麻省理工学院,在那里他遇到了一个遗传学正在读计算机科学的同学和朋友的工作。他的朋友把他带到了他的实验室,在那里他显示了用于组装人类基因组的算法,他正在开发的用于Kellis。当算法要求以查看好友后面Kellis数据打开一个文件,它包含四个字母--a,C,T和G,或腺嘌呤,胞嘧啶,鸟嘌呤和胸腺嘧啶,其由四个DNA核苷酸碱基。对于Kellis,这些页面改变生活。

“这是一个非常内省的时刻,”德米凯利斯说:。“作为一名计算机科学家,我看到他们的基因组阅读0:00我的硬盘驱动器。我知道这些字母代码为身体的所有细胞过程的完整说明,但没有人知道如何解释它们。然而,所有的人都在我面前的电脑,现在的道路已经打开,你可以将它们对齐,操纵它们,通过计算潜规则搜索并找到它们的含义。所以,这就是我全部投资于隔夜。“

此后,Kellis DNA沉浸在语言,找到有意义的模式,该数据。他说,他的第一个项目是四个酵母基因组的比较,那么这是一个“令人畏惧的”数据。Kellis开发的计算工具,对准特征的四个基因组变异模式识别之间,这样他就可以直接“读”所有的基因和调控元件设置。其结果是,他的第一篇论文,在Nature杂志。

2004年,Kellis成为教师中的一员,计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和麻省理工学院Broad研究所。自从加入学院,Kellis,其研究已经获得了无数奖项,包括科学家和工程师总统奖(PECASE)以及领先的创新技术审查的35岁以下。Kellis获得终身职位,2011年。

DNA计算

今天,计算生物学团队领导技术Kellis麻省理工学院,这是一组计算机科学家,他们利用计算机技术来理解复杂的人类疾病基因组的基础。在合作的科学家用大量的实验Broad研究所,美国哈佛大学医学院等机构的国家的球队。

研究人员正在一起研究基因组庞大的数据集,寻找基因的调控序列,以确定是否开启。Kellis开发团队进行计算,有效梳理致密基因组汤A,C,T和G来确定基因的调节的关键图案。通过识别这种调节“的主题,”德米凯利斯想知道的遗传性疾病,如糖尿病,阿尔茨海默氏症和癌症的根源,这些疾病可能不仅是一个基因甚至多个基因干,也可以从数以千计的复杂的相互作用调控的这些基因的元素。

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他的研究小组也正在研究一个新的“语言” DNA,染色质 - 的DNA与蛋白质结合成一个紧凑的封装,适用于细胞核。由于DNA的包装,它的循环围绕核心机构,由组蛋白核。这些组蛋白具有长尾从DNA包装突出,其他改性剂可被并入以改变使用遗传密码的,或“标记的”通过沉积改性记住每种细胞类型调节区活性在。

“在DNA上的另一个代码,不同语言编写的制备表观遗传变化,它是动态的,”米歇莉丝说。“这能在各小区要记住它在体内的作用,并专注于为角色所需要的功能。“

他的研究小组目前正在研究的DNA样本,从数百名患者和健康志愿者,以了解图案和基因组内如何变化表观遗传修饰的调控,以及如何与疾病相关的这些变化。

“成千上万人的个人基因组的,个人的表观基因组,疾病表型及病历的可用性已经彻底改变了医学基因组学,从一个很难取得任何数据集来经常来分析数据集的地方的瓶颈,”德米凯利斯说:。。

“为此,坐在杰出的计算机科学家和医学实验和合作者组成的一个跨学科的团队,他们真的可以帮助解决什么问题。“

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