Джеймс Коллинз (биоинженер) - James Collins (bioengineer)

Для других людей по имени Джеймс Коллинз см. Джеймс Коллинз (значения).
Джим Коллинз
Jimcollins.jpg
Родился (1965-06-26) 26 июня 1965 г. (возраст 55)
Нью-Йорк, Нью-Йорк, НАС
ГражданствоСоединенные Штаты
Альма-матерОксфордский университет (Д. Фил.)
святое распятие (BA )
НаградыNAS, NAE, NAM, NAI,
Родосский ученый,

MacArthur Fellow,[1]
Пионерская награда директора NIH,
Премия Санофи-Институт Пастера,

Премия Лагранжа
Научная карьера
ПоляБиомедицинская инженерия
УчрежденияМассачусетский технологический институт
Гарвардский университет
Бостонский университет

Джеймс Дж. Коллинз (родился 26 июня 1965 г.) - американец биоинженер, а также профессор медицинской инженерии и науки Термеер и профессор биологической инженерии в Массачусетский технологический институт. Он является одним из основателей зарождающейся области синтетическая биология и совершил многочисленные прорывы в области синтетической биологии в биотехнологии и биомедицине, включая бумажную диагностику вируса Зика и Эбола, а также программируемые клетки, которые служат живыми диагностическими средствами и живыми терапевтическими средствами для выявления и лечения инфекций, редких генетических нарушений обмена веществ и воспалительных заболеваний кишечника. . Коллинз также является пионером в системная биология, сделав фундаментальные открытия относительно действий антибиотики и появление устойчивость к антибиотикам.[2]

биография

Коллинз получил степень бакалавра физики (summa cum laude; выпускной экзамен) от Колледж Святого Креста в 1987 году и докторскую степень в области медицинской инженерии, Оксфордский университет в 1990 году. С 1987 по 1990 год он был Родосский ученый. В настоящее время Коллинз является профессором медицинской инженерии и науки в Термеере и профессором биологической инженерии в Массачусетский технологический институт. Коллинз также является одним из основных преподавателей Институт Висс по биологической инженерии в Гарвардский университет и член института Broad Institute в Массачусетском технологическом институте и Гарварде. Коллинз также является руководителем факультета наук о жизни в Клиника MIT Jameel с 2018 года.[3][4]

С 1990 по 2014 год работал на факультете в Бостонский университет, где он был Заслуженный профессор Уильяма Ф. Уоррена, а Профессор университета, Профессор биомедицинской инженерии и содиректор Центр биодинамики и директор Центра синтетической биологии.

Научные достижения Коллинза были отмечены многочисленными наградами, в том числе Пионерская награда директора NIH, то Премия старшего научного сотрудника Медицинского фонда Эллисона по проблемам старения, то инаугурационная премия Энтони Дж. Дрекселя за исключительные достижения, то Премия Лагранжа от итальянского фонда CRT, премии Sanofi-Institut Pasteur, премии BMES Роберта А. Прицкера, премии HFSP Nakasone, премии Promega в области биотехнологических исследований, а также Обзор технологий вступительный TR100 - 100 молодых новаторов, которые будут определять будущее технологий[5] - и Scientific American 50 - ТОП-50 выдающихся лидеров науки и техники.[6] Коллинз также является членом Американское физическое общество, то Институт Физики, и Американский институт медицинской и биологической инженерии. В 2003 году он получил Фонд Макартура "Премия гения ",[1] стать первым биоинженером, удостоенным этой чести. В цитировании Коллинза отмечалось: «На протяжении всего своего исследования Коллинз демонстрирует склонность к выявлению абстрактных принципов, лежащих в основе сложных биологических явлений, и к использованию этих концепций для решения конкретных практических проблем». Он также был удостоен звания Медицинского Матча всех звезд по версии Boston Red Sox и выбрасывал первая подача на игре Red Sox в Fenway Park. В 2016 году Группа Пола Г. Аллена Фронтиерс назвала Коллинза выдающимся следователем Аллена. Коллинз - избранный член всех трех национальных академий США - Национальная Академия Наук, то Национальная инженерная академия, а Национальная Медицинская Академия. Он также является избранным членом Американская академия искусств и наук, а также член правления Национальная академия изобретателей.

Коллинз - одаренный и целеустремленный учитель. Он получил множество наград в области преподавания в Бостонском университете, в том числе награду «Учитель года в области биомедицинской инженерии», награду «Профессор года инженерного колледжа», а также кубок Меткалфа и приз за выдающиеся достижения в области преподавания, что является высшей наградой за преподавание, присуждаемой Бостоном Университет.[7]

Коллинз был связан с рядом начинающих компаний, а его изобретения и технологии были лицензированы несколькими компаниями, производящими биотехнологии и медицинские устройства. Коллинз является научным соучредителем и в настоящее время возглавляет Научно-консультативный совет (SAB) компаний Sample6 Technologies, Synlogic и EnBiotix. Он входит в совет директоров компаний Fulcrum Therapeutics и SAB Agilis Biotherapeutics, Evelo Biosciences, enEvolv, Indigo Agriculture, Неограниченный Джоуль, PureTech Health и Excel Medical Ventures. Кроме того, он работал в SAB Mannkind Corporation, Seres Health, Codon Devices, Selventa, Gene Network Sciences, Epitome Biosystems, Afferent Corp, Cellicon Biotechnologies, Synereca Pharmaceuticals, LifeWave Ltd и Bios Group Inc. Коллинз также выполнял функции научный советник Unilever, Lifebuoy, Agilent, Momenta Pharmaceuticals, New England Patriots и Brooks Sports.

Коллинз бегал по треку и кроссу на Святом Кресте (он проехал 4:17 мили) и получил синий играет за университетскую баскетбольную команду Оксфордского университета.

Работа

Коллинз был пионером в разработке и использовании нелинейных динамических подходов для изучения, имитации и улучшения биологических функций, а также помог преобразовать биологию в инженерную науку. Его текущие исследовательские интересы включают: синтетическая биология - моделирование, проектирование и построение синтетических генных сетей, а также системная биология - обратный инжиниринг естественных регуляторных сетей генов.

Коллинз изобрел ряд новых устройств и методов, в том числе вибрирующие стельки для улучшения баланса,[8] прокариотический риборегулятор,[9] бистабильные генетические переключатели[10] для приложений биотехнологии и биоэнергетики, методов динамического контроля для устранения сердечных аритмий и методов системной биологии для определения мишеней для лекарств[11][12] и медиаторы болезней.[13]

Коллинз предположил, что входной шум может быть использован для улучшения сенсорных функций и моторного контроля у людей. Он и его коллеги показали, что ощущение прикосновения и контроль равновесия у молодых и пожилых людей, пациентов с инсультом и пациентов с диабетической невропатией можно улучшить с помощью подсенсорного механического шума, например, с помощью вибрирующих стелек. Эта работа привела к созданию нового класса медицинских устройств для лечения осложнений, связанных с диабетической невропатией, восстановления функции мозга после инсульта и улучшения баланса пожилых людей.

Коллинз был пионером в использовании методов нелинейной динамики и молекулярной биологии для моделирования, проектирования и конструирования генных сетей, что привело к развитию области синтетической биологии. Коллинз и его сотрудники создали генетические переключатели, переключатели РНК, генетические счетчики, программируемые клетки, настраиваемые генетические переключатели млекопитающих и сконструированный бактериофаг, каждый из которых имеет широкое применение в биотехнологии и биомедицине.

Коллинз также является одним из ведущих исследователей в системной биологии, пионером в использовании экспериментально-вычислительных биофизических методов для обратного проектирования и анализа эндогенных регуляторных сетей генов. Коллинз с соавторами показали, что реконструированные генные сети можно использовать для идентификации лекарств-мишеней, биологических медиаторов и биомаркеров болезней.

Коллинз и его сотрудники обнаружили, используя подходы системной биологии, что все классы бактерицидных антибиотиков вызывают общий путь гибели клеток при окислительном повреждении.[14] Это открытие указывает на то, что нацеливание на бактериальные системы, которые устраняют окислительное повреждение, включая реакцию на повреждение ДНК SOS, является жизнеспособным средством повышения эффективности всех основных классов антибиотиков и ограничения появления устойчивости к антибиотикам. Коллинз и его коллеги также обнаружили, что сублетальные уровни антибиотиков активируют мутагенез, стимулируя выработку активных форм кислорода, что приводит к множественной лекарственной устойчивости.[15] Это открытие имеет важные последствия для широкого и неправильного использования антибиотиков. Недавно Коллинз и его коллеги, используя свои системные подходы, открыли популяционный механизм резистентности, представляющий собой форму родственного отбора, при котором небольшое количество устойчивых бактериальных мутантов перед лицом антибиотического стресса может, за определенную плату для себя, обеспечить защиту. другим, более уязвимым клеткам, повышая выживаемость всего населения в стрессовой среде.[16]

В 2020 году Коллинз был частью команды - вместе с коллегой факультета MIT Jameel Clinic, ведущим профессором. Регина Барзилай - который объявил об открытии через глубокое обучение из галицин, первый новый антибиотик соединение на 30 лет, которое убивает более 35 мощных бактерии, в том числе устойчивый к антимикробным препаратам туберкулез, супербактерия C. difficile, и два из Всемирная организация здоровья входит в тройку самых смертоносных бактерий.[17][18][19] В 2020 году Коллинз, Барзилай и клиника Джамиля Массачусетского технологического института также получили финансирование через Дерзкий проект расширить открытие галицина в использовании ИИ для ответа на кризис устойчивости к антибиотикам путем разработки новых классов антибиотиков.[20][21]

Рекомендации

  1. ^ а б "MacArthur Fellows, октябрь 2003 г.". Фонд Джона Д. и Кэтрин Т. Макартур. Архивировано из оригинал на 2007-10-16. Получено 2007-04-15.
  2. ^ Рирдон, Майкл (зима 2007 г.). "Профиль: Джеймс Дж. Коллинз-младший '87". Журнал Holy Cross. 41 (1). п. 80. Получено 2007-04-15.
  3. ^ «Регина Барзилай, Джеймс Коллинз и Фил Шарп присоединяются к новым усилиям по машинному обучению в здравоохранении». Новости MIT | Массачусетский Институт Технологий. Получено 2020-11-13.
  4. ^ "Люди". J-Clinic. Получено 2020-11-13.
  5. ^ "Молодой новатор, 1999 г., Джеймс Коллинз". Обзор технологий. Ноябрь – декабрь 1999 г.. Получено 2007-04-15.
  6. ^ "Scientific American 50: Победители и участники SA 50". Scientific American. 2005-11-21. Получено 2007-04-15.
  7. ^ Кирпич, Триша (весна 2006 г.). "Гений в действии". Бостония. С. 20–25. Архивировано из оригинал в 2012-10-19. Получено 2009-06-12.
  8. ^ Приплата, А; Niemi J; Гарри Дж; Lipsitz LA; Коллинз Дж. Дж. (4 октября 2003 г.). «Вибрационные стельки и контроль равновесия у пожилых людей». Ланцет. 362 (9390): 1123–1124. Дои:10.1016 / S0140-6736 (03) 14470-4. PMID  14550702.
  9. ^ Isaacs, FJ; Дуайер, диджей; Дин, С; Первушин, ДД; Cantor, CR; Коллинз, Дж. Дж. (2004). «Разработанные риборегуляторы позволяют пост-транскрипционный контроль экспрессии генов». Nat Biotechnol. 22 (7): 823–4 2004. Дои:10.1038 / nbt986. PMID  15208640.
  10. ^ Гарднер, Т.С.; Cantor CR; Коллинз JJ (20 января 2000 г.). «Конструирование генетического тумблера при Escherichia coli». Природа. 403 (6767): 339–342. Дои:10.1038/35002131. PMID  10659857.
  11. ^ Гарднер, Т.С.; ди Бернардо Д; Лоренц Д; Коллинз Дж. Дж. (4 июля 2003 г.). «Вывод генетических сетей и идентификация соединения действия посредством профилирования экспрессии». Наука. 301 (5629): 102–105. Дои:10.1126 / science.1081900. PMID  12843395.
  12. ^ ди Бернардо, D; Томпсон MJ; Гарднер Т.С.; Chobot SE; Иствуд Э.Л .; Войтович А.П .; Elliot SJ; Schaus SE; Коллинз Дж. Дж. (Март 2005 г.). «Хемогеномное профилирование в масштабе всего генома с использованием реверсивных генных сетей». Природа Биотехнологии. 23 (3): 377–383. Дои:10.1038 / nbt1075. PMID  15765094.
  13. ^ Эргун, А; Лоуренс CA; Коханский М.А.; Бреннан Т.А.; Коллинз Дж. Дж. (2007). «Подход сетевой биологии к раку простаты». Молекулярная системная биология. 3 (1): 82. Дои:10.1038 / msb4100125. ЧВК  1828752. PMID  17299418.
  14. ^ Коханский, Массачусетс; Дуайер DJ; Hayete B; Лоуренс CA; Коллинз Дж. Дж. (2007). «Обычный механизм гибели клеток, вызванный бактерицидными антибиотиками». Клетка. 130 (5): 797–810. Дои:10.1016 / j.cell.2007.06.049. PMID  17803904.
  15. ^ Коханский, Массачусетс; ДеПристо MA; Коллинз Дж. Дж. (2010). «Сублетальное лечение антибиотиками приводит к множественной лекарственной устойчивости через радикально-индуцированный мутагенез». Молекулярная клетка. 37 (3): 311–320. Дои:10.1016 / j.molcel.2010.01.003. ЧВК  2840266. PMID  20159551.
  16. ^ Ли, HH; Molla MN; Cantor CR; Коллинз Дж. Дж. (2010). «Бактериальная благотворительность приводит к сопротивлению населения». Природа. 467 (7311): 82–85. Дои:10.1038 / природа09354. ЧВК  2936489. PMID  20811456.
  17. ^ Стоукс, Джонатан М .; Ян, Кевин; Суонсон, Кайл; Цзинь, Венгонг; Кубильос-Руис, Андрес; Donghia, Nina M .; MacNair, Craig R .; Френч, Шон; Carfrae, Lindsey A .; Блум-Акерманн, Зохар; Тран, Виктория М. (20 февраля 2020 г.). «Подход с глубоким обучением к открытию антибиотиков». Клетка. 180 (4): 688–702.e13. Дои:10.1016 / j.cell.2020.01.021. ISSN  1097-4172. PMID  32084340.
  18. ^ «Искусственный интеллект дает новый антибиотик». Кампания Массачусетского технологического института за лучший мир. Получено 2020-11-13.
  19. ^ Марчант, Джо (2020-02-20). «Сильные антибиотики открыты с помощью ИИ». Природа. Дои:10.1038 / d41586-020-00018-3.
  20. ^ «Джим Коллинз получает финансирование для использования ИИ для открытия лекарств». Новости MIT | Массачусетский Институт Технологий. Получено 2020-11-13.
  21. ^ Платон, переиздан. "콜린스, 약물 발견 을 위해 AI 를 활용 하기 위한 자금 지원 |" (на корейском). Получено 2020-11-13.

внешняя ссылка