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Il ricercatore di NAU ha assegnato una concessione di $3,75 milioni NSC per sviluppare il software di ricerca sul cancro

Greg Caporaso, Direttore del centro per scienza applicata di Microbiome, della parte dell'agente patogeno e dell'istituto di Microbiome (PMI) alla Northern Arizona University, ha ricevuto una concessione $3,75 milioni dall'istituto nazionale contro il cancro (NCI) per sviluppare il software capace di analizzare e di archiviatura dei dati messi a fuoco sull'interazione fra il microbiome umano (i trilioni dei microrganismi che vivono in e sul corpo umano) ed i diversi tipi di cancri.

Lo sviluppo di determinati tipi di cancri - cancro gastrico e cancro cervicale, per esempio - abbia collegamenti microbici affermati. Le nostre tecnologie per lo studio del microbiome umano hanno avanzato rapido durante le due decadi scorse e continuano ad avanzare giornalmente. Di conseguenza, ora abbiamo molte nuove tecniche per generare i dati sulla composizione e le attività del microbiome umano e molti ricercatori del cancro stanno lavorando per usare questi informazioni per capire i nuovi collegamenti microbici.

Tuttavia, poiché i metodi analitici sono così nuovi, il software stato necessario per trasformare questi dati in conoscenza nuova corrente sta mancando di. Con questo finanziamento, colmeremo quella lacuna del software di sviluppo di nuovo software libero per collegare il microbiome umano al cancro. Prevediamo quello che infine permetterà che noi capiamo meglio lo sviluppo del cancro, per individuare più presto il cancro e per migliorare il trattamento del cancro ed il ripristino.„

Greg Caporaso, Direttore, centro per scienza applicata di Microbiome

Al il progetto fondato a NSC permetterà a Caporaso ed al suo gruppo di migliorare QIIME 2, la piattaforma software di bioinformatica che in primo luogo hanno rilasciato alla fine del 2016, per migliorare l'accesso ai metodi ed ai dati di bioinformatica del microbiome del cancro. Il gruppo di Caporaso a NAU include gli studenti universitari e del laureato e le Software Engineei a tempo pieno.

Matthew Dillon ed Evan Bolyen, due ricercano le Software Engineei nel laboratorio di Caporaso e i co-primi autori sul documento di QIIME 2, centralmente saranno coinvolgere in tutti aspetti dello sviluppo e di progettazione di questo progetto. Il gruppo pianificazione sviluppare QIIME 2 in una piattaforma multi--omics di bioinformatica del microbiome, in un'analisi supportante ed in un'integrazione di genomica, di metagenomic, il metabolomics ed altri dati “di omics„, determinati dai bisogni della comunità di ricerca sul cancro.

“Molti progetti importanti del microbiome del cancro hanno fatto gli avanzamenti integrando i tipi di dati differenti, eppure le considerevoli transenne tecniche rimangono a rendere a microbiome la bioinformatica multi--omics accessibile da tutti i ricercatori di cui i progetti trarrebbero giovamento da questi metodi,„ Caporaso hanno detto.

Con uno sfondo in ingegneria del software, il progetto precedente di Caporaso, QIIME 1, è stato lanciato 12 anni fa in collaborazione con il suo cavaliere di Rob del Consigliere di postdottorato, ora il Direttore del centro per l'innovazione all'università di California, San Diego (UCSD) di Microbiome. QIIME 1 è stato destinato per facilitare i loro propri studi nei microbiomes - come quelli trovati in esseri umani o in terreno - ma anche per rendere questi metodi accessibili a tutti i ricercatori del microbiome.

Caporaso ha unito la facoltà di NAU nel 2011, dove ha continuato il suo lavoro su QIIME 1. Attraverso il suo lavoro con l'associazione per prevenzione del cancro del nativo americano e successivamente durante l'anno sabbatico al NSC, Caporaso ha reso conto l'importanza potenziale del microbiome umano a cancro. I suoi documenti primari su QIIME 1 e 2 ora sono stati citati quasi 25.000 volte nella letteratura primaria della ricerca, rendentegli uno dei ricercatori il più altamente citati a NAU, secondo le note dello studioso di Google e di Caporaso che quasi 20 per cento di quelle citazioni provengono dagli studi circa cancro. Ciò piombo lui cominciare a concentrare gli sforzi meglio sul supporto della comunità di ricerca sul cancro con QIIME ed infine a questo premio quinquennale dal NSC.

“Questo è emozionante per i ricercatori del cancro perché sta andando permettere ad un nuovo tipo di studio nella ricerca del microbiome,„ lui ha detto. “QIIME è stato usato tipicamente per generare una comprensione tassonomica del microbiome--quali microbi sono presenti in questo ambiente e come le comunità dei microbiomes confrontano basato l'un l'altro sulla loro composizione tassonomica. Le nuove tecnologie stanno cominciando a applicarsi per aiutarci a considerare altri fattori, quali che attività biologiche i microbi sono impegnati dentro ed i prodotti metabolici di quelle attività. L'integrazione dei questi dati, con i dati circa il host quale il loro genoma, è sicura di piombo alle nuove comprensioni meccanicistiche del ruolo del microbiome nel cancro.„

QIIME 2 supporterà l'analisi dei nuovi tipi di dati, quali il metagenomics e il metabolomics, per rispondere alle domande per quanto riguarda l'attività dei microbi. Ciò comprenderà le informazioni sui geni funzionali codificati in genoma microbici ed i metaboliti presenti nell'ambiente - piccole molecole come caffeina o etanolo e prodotti prodotti dai microbi - e come potrebbero urtare il host.

“Con microbiome che profila, stiamo ottenendo un'idea della biologia; con metabolita che profila, siamo ottenere una maschera della chimica. Quel ci aiuta a capire la più grande, visualizzazione più olistica di che cosa sta continuando in questo ambiente infinitamente complesso del microbiome dell'intestino in cui avete i trilioni delle celle che interagiscono a vicenda ed i loro ambienti, tutti i metaboliti di creazione e di consumo, che urtano il loro comportamento ed il comportamento delle nostre celle. Potremo conoscere non solo chi è là in termini di microrganismi, ma che cosa stanno facendo, dove essi stanno vivendo e come essi sta interagendo.„

Come con QIIME 1, QIIME 2 è una piattaforma di software libero, libero e disponibile ad uso di chiunque. QIIME 2 è stato destinato per ampliare i metodi automatizzati di tenere la carreggiata e di segnalazione per migliorare la riproducibilità della ricerca e con questo finanziamento il gruppo creerà i nuovi strumenti per assistere all'archiviatura di dati a lungo termine. Gli aggiornamenti a QIIME 2 sono rilasciati trimestralmente dal gruppo di Caporaso e già hanno avviato il lavoro verso alcuni degli obiettivi di questa concessione.

“Questo è un progetto incredibilmente emozionante per la comunità di ricerca del microbiome del cancro,„ ha detto Melissa Herbst-Kralovetz, professore associato al centro del Cancro dell'università dell'Arizona e Direttore del programma di ricerca della salubrità delle donne all'istituto universitario di uA di Medicina-Phoenix. “Il mio laboratorio studia il ruolo del microbiota nel cancro ginecologico, sessualmente - infezioni trasmesse e la salubrità delle donne. Attualmente, stiamo facendo leva i modelli umani in vitro 3D per capire meglio il ruolo del microbiota nello sviluppo e nella progressione del cancro, che conta sull'integrazione dei tipi di dati diversi dai campioni clinici e dai nostri ai modelli basati a laboratorio 3D. La nuova funzionalità che è diventata per QIIME 2 ci aiuterà a valutare l'accuratezza di questi modelli ed infine traduce le informazioni che guadagniamo da questi modelli 3D di nuovo alla clinica per combattere il cancro.„

“Quando possiamo cominciare connettere la biologia ospite, la microbiologia e la chimica, che è quando realmente stiamo andando potere capire alcuni degli anelli mancanti fra il microbiome e lo sviluppo o il trattamento del cancro del cancro,„ Caporaso ha detto.