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El investigador de NAU concedió la concesión de $3,75 millones NCI para construir software de la investigación de cáncer

El Instituto Nacional del Cáncer ha concedido Greg Caporaso, director del centro para la ciencia aplicada de Microbiome, de la parte del patógeno y del instituto de Microbiome (PMI) en la universidad septentrional de Arizona, una concesión $3,75 millones (NCI) para construir el software capaz de analizar y de archivar los datos centrados en la interacción entre el microbiome humano (los trillones de los microorganismos que viven en y en el cuerpo humano) y los tipos diversos de cáncer.

El revelado de ciertos tipos de cáncer - cáncer gástrico y cáncer de cuello del útero, por ejemplo - tenga eslabones microbianos establecidos. Nuestras tecnologías para estudiar el microbiome humano han avance rápidamente durante las últimas dos décadas y continúan avance diariamente. Como consecuencia, ahora tenemos muchas nuevas técnicas para generar datos en la composición y actividades del microbiome humano, y muchos investigadores del cáncer están trabajando para utilizar esta información para entender nuevos eslabones microbianos.

Sin embargo, puesto que los métodos analíticos son tan nuevos, el software necesario para girar estos datos en nuevo conocimiento está faltando actualmente. Con este financiamiento, llenaremos ese entrehierro del software del revelado del nuevo software libre para relacionarse el microbiome humano con el cáncer. Contamos con el que permita final que entendamos mejor el revelado del cáncer, para descubrir el cáncer anterior y para perfeccionar el tratamiento contra el cáncer y la recuperación.”

Greg Caporaso, director, centro para la ciencia aplicada de Microbiome

El proyecto NCI-financiado permitirá a Caporaso y a sus personas aumentar QIIME 2, la plataforma de programación de la bioinformática que él primero liberó a finales de 2016, para perfeccionar el acceso a los métodos y a los datos de la bioinformática del microbiome del cáncer. Las personas de Caporaso en NAU incluyen al graduado y los estudiantes universitarios y las Software Engineers a tiempo completo.

Matthew Dillon y Evan Bolyen, dos investigan a Software Engineers en el laboratorio de Caporaso y los co-primeros autores en el papel de QIIME 2, centralmente estarán implicados en todos los aspectos del diseño y del revelado de este proyecto. Las personas proyectan desarrollar QIIME 2 en una plataforma multi-omics de la bioinformática del microbiome, un análisis que soporta y una integración de genomic, de metagenomic, el metabolomics y otros datos del “omics”, impulsados por las necesidades de la comunidad de investigación de cáncer.

“Muchos proyectos importantes del microbiome del cáncer han hecho avances integrando diversos tipos de datos, con todo sigue habiendo los considerables obstáculos técnicos a hacer microbiome la bioinformática multi-omics accesible por todos los investigadores cuyos proyectos se beneficiarían de estos métodos,” Caporaso dijeron.

Con un fondo en la ingeniería de programas informáticos, el proyecto anterior de Caporaso, QIIME 1, fue comenzado hace 12 años en colaboración con su caballero de Rob del consejero del postdoctorado, ahora el director del centro para la innovación en la Universidad de California, San Diego (UCSD) de Microbiome. QIIME 1 fue diseñado para facilitar sus propios estudios en microbiomes - tales como ésos encontrados en seres humanos o en suelo - pero también para hacer estos métodos accesibles a todos los investigadores del microbiome.

Caporaso ensambló la facultad de NAU en 2011, donde él continuó su trabajo en QIIME 1. A través de su trabajo con la sociedad para la prevención de cáncer del nativo americano, y posteriormente durante un sabático en el NCI, Caporaso realizó la importancia potencial del microbiome humano al cáncer. Sus papeles primarios en QIIME 1 y 2 ahora se han citado casi 25.000 veces en la literatura primaria de la investigación, haciéndole uno de los investigadores lo más altamente posible citados en NAU, según notas del escolar de Google, y de Caporaso que el casi 20 por ciento de esas citaciones es de estudios sobre cáncer. Esto lo llevó a comenzar a centrarse esfuerzos en mejor el apoyo de la comunidad de investigación de cáncer con QIIME, y final a esta recompensa de cinco años del NCI.

“Esto es emocionante para los investigadores del cáncer porque va a habilitar un nuevo tipo de estudio en la investigación del microbiome,” él dijo. “QIIME se ha utilizado típicamente para generar una comprensión taxonómica del microbiome--qué microbios están presentes en este ambiente, y cómo las comunidades de microbiomes comparan basado el uno al otro en su composición taxonómica. Las nuevas tecnologías están comenzando a ser aplicadas para ayudarnos a considerar otros factores, tales como qué actividades biológicas se dedican los microbios hacia adentro, y los productos metabólicos de esas actividades. La integración de estos datos, junto con datos sobre el ordenador principal tal como su genoma, está segura de llevarnos al nuevo entendimiento mecánico del papel del microbiome en cáncer.”

QIIME 2 soportará el análisis de nuevos tipos de datos, tales como metagenomics y metabolomics, para contestar a preguntas con respecto a la actividad de microbios. Esto incluirá la información sobre los genes funcionales codificados en los genomas microbianos y los metabilitos presentes en el ambiente - pequeñas moléculas como el cafeína o etanol y productos producidos por los microbios - y cómo puede ser que afecten el ordenador principal.

“Con el microbiome que perfila, estamos consiguiendo una idea de la biología; con el metabilito perfilando, somos conseguir un retrato de la química. Ese nos ayuda a entender la vista más grande, más holística de qué está entrando conectado en este ambiente infinitamente complejo del microbiome de la tripa donde usted tiene trillones de las células que obran recíprocamente con uno a y sus ambientes, todos los metabilitos que crean y consumidores, que afectan su comportamiento y el comportamiento de nuestras células. Podremos conocer no sólo quién está allí en términos de microorganismos, pero qué están haciendo, están viviendo donde ellos y está obrando recíprocamente cómo ellos.”

Como con QIIME 1, QIIME 2 es una plataforma del software libre, libre y disponible para uso de cualquier persona. QIIME 2 fue diseñado para desplegar métodos automatizados de búsqueda y de denunciar para perfeccionar reproductibilidad de la investigación, y con este financiamiento las personas crearán las nuevas herramientas para ayudar con archivar de datos a largo plazo. Las actualizaciones a QIIME 2 son liberadas trimestralmente por las personas de Caporaso, y han comenzado ya el trabajo hacia algunos de los objetivos de esta concesión.

“Esto es un proyecto increíblemente emocionante para la comunidad de investigación del microbiome del cáncer,” dijo a Melissa Herbst-Kralovetz, profesor adjunto en el centro del cáncer de la Universidad de Arizona y director del programa de investigación de la salud de las mujeres en la universidad del UA de Remedio-Phoenix. “Mi laboratorio investiga el papel del microbiota en cáncer ginecológico, sexual - las infecciones transmitidas y la salud de las mujeres. Actualmente, leveraging los modelos humanos ines vitro 3D para entender mejor el papel del microbiota en el revelado y la progresión del cáncer, que confía en la integración de tipos de datos diversos de muestras clínicas y de nuestros modelos laboratorio-basados 3D. Las nuevas funciones que son convertidas para QIIME 2 nos ayudarán a fijar la exactitud de estos modelos, y traducen final la información que ganamos de estos modelos 3D de nuevo a la clínica para luchar el cáncer.”

“Cuando podemos comenzar a conectar la biología del ordenador principal, la microbiología y la química, que es cuando vamos realmente a poder imaginar algunos de los eslabones perdidos entre el microbiome y el revelado o el tratamiento contra el cáncer del cáncer,” Caporaso dijo.