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Concesión de las aplicaciones del biólogo nueva para encontrar maneras de eliminar esquistosomiasis

Un biólogo en la Universidad de Texas en Arlington está utilizando una nueva concesión para buscar maneras de acabar lejos una enfermedad que ha resistido obstinado todas las tentativas de suprimirla.

Todd Castoe, profesor adjunto de la biología, es el co-investigador en un de cinco años, concesión $3,4 millones de los institutos de la salud nacionales para un estudio titulado, “esquistosomiasis en el filo de la eliminación: Caracterizar fuentes de nuevas infecciones en apuroses residuales de la transmisión.” La porción de Castoe de la concesión es $1,159 millones.

El proyecto utiliza aproximaciones genomic puntas--cuáles están conducto por Castoe y sus estudiantes en el equipo en su laboratorio y en el centro del norte avanzado del genoma de Tejas contenido en el campus del UTA--para aprender porqué la esquistosomiasis parásita de la enfermedad persiste en las áreas donde las medidas de control extensas contra él se han ejecutado.

La esquistosomiasis es una enfermedad aguda y crónica causada por los tornillos sin fin parásitos y está en segundo lugar solamente a la malaria como la enfermedad parásita más devastadora. Afecta más de 200 millones de personas de por todo el mundo, sobre todo en áreas tropicales y subtropicales y especialmente en comunidades pobres sin el acceso al agua potable segura y al saneamiento adecuado.

Los epidemiólogos en China y otros países han estado estudiando esquistosomiasis y han estado tentativa eliminarla para más que una década. Han podido lograr índices de la erradicación del 99 por ciento en algunas áreas, pero la enfermedad ha resistido el barrido fuera totalmente.

“Queremos descubrir cuáles es sobre esta enfermedad que permita que persista incluso frente a medidas de control agresivas,” Castoe dijo. “Es importante librarse de esquistosomiasis, pero la extensión del proyecto es mucho más grande que aprendiendo cómo eliminar esta enfermedad en cualquier una área del mundo.

“La importancia real del estudio consiste en el aprendizaje de porqué no podemos eliminar totalmente esta enfermedad parásita, y entonces usando ese conocimiento para ayudar a la erradicación de la guía hace campaña para esto y otras enfermedades parásitas a otra parte. Hay algo sobre las configuraciones de la transmisión que perpetúan esta enfermedad que no entendamos todavía. Queremos conocer cuál es único sobre la biología de esto y de otras enfermedades parásitas en el juego final, cuando el mando ha sido bastante efectivo en reducir la enfermedad pero la erradicación no puede ser logrado.”

Castoe está trabajando en el proyecto con el investigador principal Elizabeth Carlton y el co-investigador David Pollock, ambos de la universidad de la Facultad de Medicina de Colorado. Castoe pasó cinco años como becario postdoctoral en el laboratorio de Pollock antes de venir al UTA en 2012.

El “Dr. Carlton contacto al Dr. Pollock para la ayuda en el proyecto, y él consiguió en contacto con mí porque la investigación que he estado haciendo para generar datos del genoma de muchas muestras individuales complementó sus metas bien,” Castoe dijo. “Usando la secuencia genomic, este proyecto ofrecerá discernimiento sin precedente en las configuraciones detalladas de la transmisión a través de los ordenadores principal, a través de áreas geográficas y con tiempo. Esto nos ayudará a entender cómo prevenir infecciones y esfuerzos del avance de lograr reducciones permanentes en la esquistosomiasis y otros helminthiases humanos [las infecciones del tornillo sin fin].”

Los parásitos que causan esquistosomiasis viven una porción de su vida en ciertos tipos de caracoles de agua dulce. La forma infecciosa del parásito, conocida como cercariae, emerge del caracol en el agua, que entonces infecta a gente durante actividades agrícolas, profesionales y recreativas rutinarias. La falta de higiene apropiada y las actividades de niños escuela-envejecidos tales como natación o pesca en agua infestada las hacen especialmente vulnerables a la infección.

“Una de las partes más emocionantes de este proyecto leveraging avances en la secuencia de tecnologías para perfeccionar nuestra capacidad de reducir, y eliminar posiblemente, las enfermedades tropicales descuidadas,” Carlton dijo. El “Dr. Castoe era una opción obvia debido a su experiencia en la secuencia de tecnologías. Él está en el filo del campo y una de las cosas que es tan grande sobre tenerlo en las personas es que él está pensando siempre en cómo puede ser que leverage los últimos avances de la secuencia genomic para contestar a nuestras preguntas de la investigación de manera eficaz y eficiente.”

Carlton explicó que los investigadores están utilizando nuevas tecnologías de secuencia genomic para correlacionar la ascendencia de parásitos, en un esfuerzo de determinar a los ordenadores principal humanos o animales que pueden actuar como fuentes de la nueva infección. Están siguiendo las poblaciones humanas y animales en un cierto plazo, probándolas para los factores de riesgo de la infección y de la medición.

“Estamos observando las nuevas áreas de la infección, apuroses donde no podemos eliminarlo,” Castoe dijimos. “Muchas de las cosas que aprendemos en este proyecto podrían aplicarse global, a las diversas enfermedades parásitas en muchos países inferiores y con ingresos medios. Ésa es la meta.”

La universidad de decano Morteza Khaledi de la ciencia elogió el trabajo que Castoe y sus colegas están haciendo y dicho le tiene el potencial de tener un impacto de gran envergadura en salud y la condición humana, uno de los pilares principales del plan estratégico 2020 del UTA: Soluciones intrépidas | Impacto global.

El “Dr. Castoe es un líder en el campo del genoma que ordena y este proyecto se beneficiará grandemente de su experiencia en esta área,” Khaledi dijo. “Es posible que el trabajo él y sus colegas está haciendo en este estudio podría ser aplicado por todo el mundo y estar de enorme ventaja en el combate contra enfermedades parásitas.”

Castoe también tiene dos otros proyectos federal financiados en curso, ambos estudios genomic de participación del comandante de serpenteos pero de intentar de contestar a preguntas fundamental diversas.

El proyecto del NSF para entender el papeles de la selección y el gen fluyen en el speciation en serpientes de cascabel

El primer de estos proyectos, titulado “sistemática, introgression y adaptación en serpientes de cascabel occidentales: Un sistema modelo para estudiar flujo, la selección y el speciation del gen,” es financiado por un de cuatro años, concesión $867.402 de la división del National Science Foundation de biología ambiental. Castoe es investigador principal; los co-PIs son Matthew Fujita, profesor adjunto del UTA de la biología; Stephen Mackessy, profesor en la escuela de ciencias biológicas en la universidad de Colorado septentrional; y Jesse Meik, profesor adjunto de ciencias biológicas en la universidad de estado de Tarleton, que ganó un Ph.D. en biología cuantitativa del UTA en 2009.

La investigación se centra en la serpiente de cascabel occidental y sus familiares cercanos como sistema modelo para estudiar el proceso fundamental de la formación de la especie.

“A pesar de la investigación sustancial, el papeles de la selección natural en la formación de especie y en la prevención del hibridación entre la especie siga siendo mal entendido,” Castoe dijo. “En un mundo rápidamente cambiante, hay una necesidad urgente de entender la importancia de estos procesos en la formación de la especie y el impacto de estos procesos en cómo los científicos determinan y nombran especies.”

Los investigadores estudiarán la proteína genética, del veneno y los datos anatómicos para probar cómo la selección natural da forma y mantiene especie, después utilizan los resultados para probar varias aproximaciones para apropiadamente determinar especie en naturaleza.

“Esencialmente, estamos utilizando serpientes de cascabel como modelo para entender cómo algunas características importantes del speciation trabajan en naturaleza,” a Castoe dijimos.

Los estudios anteriores han discrepado sobre cuántas especies se deben reconocer dentro de este grupo de serpenteos, y diversas poblaciones pueden producir síntomas diversos de las mordeduras de la serpenteo debido a las diferencias en bioquímica del veneno, los investigadores explicados. Sus metas son resolver estas entregas desarrollando un nuevo sistema para entender y apropiadamente reconocer especie; ofrecer nuevo discernimiento en el proceso de la formación de la especie; nuevos métodos que se convierten para determinar especie; y refinando el tratamiento médico apropiado de mordeduras de serpiente en Norteamérica.

El proyecto también incluye un programa de extensión público, que incluirá las herramientas educativas y conducto en los parques zoológicos de Dallas y de Denver, de tal modo alcanzando a millones de visitantes por año.

Proyecto del NSF sobre la regla de la forma, de la función, y de la regeneración intestinales

El segundo proyecto, titulado “investigación colaborativa: Los mecanismos integrados que son la base de la regla de la forma y de la función intestinales,” son financiados por un de cuatro años, concesión $1,2 millones de la división del NSF de sistemas Organismal integrantes.

Castoe es investigador principal y es ensamblado en el estudio por el investigador co-principal Saiful Chowdhury, profesor adjunto del UTA de la química y de la bioquímica, y Stephen Secor, profesor en el departamento de ciencias biológicas en la universidad de Alabama en Tuscaloosa, que es investigación simultánea de cabeza.

Los vertebrados exhiben una amplia gama de capacidades fisiológicas de alterar funcionamiento intestinal que se conecten adaptante a sus hábitos que introducen. La meta de este proyecto es entender cómo y porqué algunos vertebrados--incluyendo las serpenteos que van a veces los largos periodos entre las comidas--experimente los cambios rápidos en forma y la función intestinales al introducir, y la atrofia intestinal subsiguiente que sigue la realización de la digestión. Esto está en gran contraste con las serpenteos que introducen más a menudo y experimentan solamente el cambio modesto en forma y la función intestinales.

Para el pitón birmano extensamente de regulación, por ejemplo, se sabe que el introducir acciona la expresión diferenciada de más de 1.000 genes intestinales. Estas serpenteos experimentan incremento intestinal regenerador extremo con cada comida importante, y la comprensión cómo cualquier vertebrado pudo lograr de tales hazañas podría ser dominante a entender cómo dirigir incremento regenerador en otros vertebrados, como seres humanos.

“No conocemos los mecanismos celulares y moleculares que son la base de la adaptabilidad estructural y funcional del intestino, y si tales mecanismos están compartidos a través de los vertebrados que semejantemente extensamente o estrecho regule el funcionamiento intestinal,” Castoe dijo. “Leveraging el alcance extremo en las reacciones intestinales exhibidas por las serpenteos y otros vertebrados y los recursos genomic recientemente disponibles, este programa de investigación determinará los mecanismos subyacentes de la adaptabilidad intestinal y probará si estos mecanismos son compartidos o únicos a través de linajes y de fenotipos reguladores.

“Final, estudiar otros vertebrados que exhiben incremento intestinal regenerador podría llevar a las rupturas en el aprendizaje de cómo controlar la regeneración en tejidos humanos.”

Los investigadores están dirigiendo estas preguntas amplias persiguiendo tres objetivos. Primero, están intentando determinar los mecanismos celulares y estructurales que son la base de la modulación de la forma y de la regeneración intestinales, y si la forma dicta estrictamente la regla de la función intestinal. En segundo lugar, están intentando conectar mecanismos transcriptivos y poste-de translación a los cambios fenotípicos en estructura y la función intestinales. Tercero, quieren probar si están compartidos o los equipos únicos de mecanismos moleculares impulsan reacciones fenotípicas similares entre vertebrados.

“Estudiar la expresión génica solamente no ofrece el retrato completo de la función de un sistema. La expresión y la modificación de proteínas desempeñan papeles importantes en funciones celulares,” Chowdhury dijo. “Estamos extrayendo las proteínas de los tejidos intestinales de serpenteos y las estamos ordenando usando la espectrometría de masa. Usando la misma aproximación espectrometría-basada en masa del proteomics, también estamos determinando los sitios de la modificación del fosfato en proteínas. el análisis del proteomics del Intestinal-tejido, antes y después de introducir, nos está ayudando a entender la red de la acción recíproca de la proteína y está haciendo señales las cascadas conectadas a la regeneración intestinal en serpenteos.”

Chowdhury cree que este proyecto es el primer para combinar genómica y la información del proteomics para entender los mecanismos moleculares que impulsan movimientos importantes en la función intestinal en serpenteos.

“Final, esta investigación determinará la transmisión de señales y los mecanismos estructurales por los cuales los vertebrados modulan la forma intestinal y funcionan, y determina los caminos que todos los vertebrados aparecen poseer que pueden dirigir capacidad intestinal de la regeneración,” a Castoe dijeron. “Queremos entender cómo el mando de los vertebrados, en el nivel molecular, cambio en forma y la función intestinales, y prueba si las capacidades regeneradoras consideradas en algunos ejemplos vertebrados extremos, como serpenteos, se podrían traducir a otros vertebrados tales como seres humanos.”

Junto, los proyectos del NSF se aprovechan de los avances enormes hechos en el genoma que ordena tecnología para abordar preguntas sobre los procesos que impulsan diversidad en forma y la función en naturaleza. Varias las conclusión potenciales de estos estudios de la investigación básica tienen ramificaciones amplias para entender diversidad genomic humana y salud humana.

“Con ambos proyectos del NSF, estamos utilizando genómica para contestar a preguntas fundamentales sobre biología,” Castoe dijo.