Het bedrijf dat hij mede heeft opgericht, Koninkrijk Superculturen, ontwikkelt ook manieren om persoonlijke verzorgings- en schoonheidsproducten te verbeteren door de chemicaliën die tegenwoordig worden gebruikt te vervangen door gezonde, duurzame ingrediënten.
Het opstarten van zo'n bedrijf zou niet zo haalbaar zijn geweest toen Sheth vijf jaar geleden aan zijn PhD begon op een Hertz Fellowship, omdat hij nog niet de tools had uitgevonden om mechanisch te begrijpen hoe microbiomen werken.
Sheth's "gouden ticket" was zijn proefschrift, "Nieuwe tools voor het begrijpen en ontwikkelen van complexe microbiële gemeenschappen, " waarvoor hij de Hertz Thesis Prize 2020 ontving. Het is gebaseerd op werk dat hij uitvoerde in het laboratorium van Harris Wang aan de Columbia University tijdens zijn Hertz Fellowship.
"Het veld had fundamentele meetproblemen, " zei hij. "Het was echt als het Wilde Westen. Nu kunnen we tools gebruiken om kwantitatief te begrijpen en te meten hoe microbiomen veranderen in ruimte en tijd en hoe ze werken vanuit een ecosysteemperspectief."
Het meten van het microbioom was een complexe uitdaging. Sheth maakte gebruik van het CRISPR-Cas-immuunsysteem om een microscopische bandrecorder te ontwikkelen die omgevingssignalen van populaties microben vastlegde. Het genetische circuit legde informatie vast over hoe omgevingssignalen in de loop van de tijd veranderden - wat nog niet eerder was bereikt - en codeerde ze in de DNA-sequentie van de cellen zelf. De tools waren ook in staat om andere stukjes informatie vast te leggen, zoals horizontaal overgedragen DNA-sequenties in complexe microbiomen.
"Wat echt cool is, is dat dit geen enkel circuit in een enkele cel was. Dit circuit vereiste eigenlijk een hele populatie cellen die zichzelf regenereerden, " hij zei.
Met behulp van nieuwe steekproeven en statistische benaderingen, Sheth bracht ook in kaart hoe microben met elkaar omgaan op zowel microscopisch (micron) niveau als een veel groter (centimeter) niveau met een hoge complexiteit. Sheth gebruikte deze nieuwe hulpmiddelen om te begrijpen hoe het microbioom van een persoon in de loop van de tijd verandert en als reactie op veranderingen zoals dieet.
Hij ontdekte ook dat fluctuaties van een microbioom vergelijkbaar zijn met andere fysiek interagerende systemen, zoals vogelpopulaties en de aandelenmarkt. Dit wijst op een mogelijke reeks universele principes die microbiomen ook volgen, hij zei.
"Het is een eer en een voorrecht om het werk in mijn doctoraat erkend te krijgen, " zei Sheth. "Ik heb enorm veel respect voor alle Hertz Fellows, en het is zeer zinvol om mijn scriptiewerk geselecteerd te hebben."
Sheth's graduate school heeft onderzoek gedaan naar zijn jaar oude startup. "We nemen natuurlijk voorkomende culturen en assembleren ze als legoblokken in nieuwe gemeenschappen en ingrediënten."
Sommige van de eerste ingrediënten van Kingdom Supercultures zullen dit najaar in de winkels in de Verenigde Staten in de schappen liggen. hoewel de details voorlopig onder de pet zijn. In het algemeen, ze omvatten nieuwe culturen voor plantaardig voedsel, gefermenteerde en alcoholische dranken, en nieuwe producten voor persoonlijke verzorging voor enkele van de grootste fabrikanten van verpakte consumentengoederen.
"We zijn super enthousiast over de producten waar we aan werken, Sheth zei. "We doen veel aan smaak, smaak en zintuiglijk werk en wat cool is, is dat deze individuele microben het magische vermogen hebben om voedsel om te zetten in iets geheel nieuws. We doen diepgaande experimenten om een hoop data te genereren, maar uiteindelijk voor bijna alles wat we doen, we proeven aan het einde, dat is een visceraal opwindend resultaat."
Sommige bedrijven hebben hun intrede gemaakt in de cultuurmarkt, maar ze vertrouwen meestal op een beperkte set van enkele tientallen microben, zei Shet. Kingdom Supercultures pakt het anders aan, met behulp van een veel breder scala aan natuurlijke microben die met elkaar interageren.
Ze kunnen met elkaar samenwerken en biotransformaties tot stand brengen die geen enkel organisme kan doen. Allemaal zonder enige genetische modificatie ."
Ravi Sheth, Fannie en John Hertz Stichting
Shet, 27, medeoprichter van zijn bedrijf direct na het behalen van zijn doctoraat. Na het slagen, hij hield een lezing op een microbioomconferentie in Ierland, vloog naar huis en verhuisde onmiddellijk naar zijn nieuwe lab. Kingdom heeft durfkapitaal opgehaald via Y Combinator, een van de beste startup-accelerators gericht op technologie. Het bedrijf begon al snel inkomsten te genereren door onderzoek en ontwikkeling van nieuwe voedingsmiddelen.
Naast het gebruik van tools die hij op de graduate school ontwikkelde, Sheth is ook enthousiast over nieuwe meetinstrumenten, zoals confocale microscopie. "Het stelt ons in staat om precies te zien wat de microben doen en het is een geheel nieuw type meting. We gebruiken het om enorme hoeveelheden gegevens in het laboratorium te genereren voor een aantal projecten."
Zonder de steun van de Hertz Foundation, Sheth betwijfelt of hij op zijn huidige traject zou zijn. Halverwege zijn doctoraat, Philip Welkhoff spoorde hem aan om een zomerstage bij de Bill &Melinda Gates Foundation te overwegen. Welkhoff is de senior fellowship-interviewer van de Hertz Foundation en lid van de raad van bestuur, evenals de directeur voor malaria bij de Gates Foundation.
Destijds, de Gates Foundation wilde bepalen of een tweemaaljaarlijkse dosis azithromycine de kindersterfte in Afrika bezuiden de Sahara zou kunnen verminderen, waar 1 op de 19 kinderen sterft voordat ze de leeftijd van vijf jaar bereiken. De drugs, smakelijker gemaakt met een vleugje bananensmaak, verminderde kindersterfte door alle oorzaken met 14 procent.
"Het werk was echt transformerend in hoe ik dacht over de impact van technologie in de wereld. Ik heb geleerd dat je de beste technologische oplossingen voor problemen kunt hebben, maar er zijn zoveel andere factoren om rekening mee te houden in termen van kosten, aanvaardbaarheid, schaal en verspreiding. Het heeft een diepgaande invloed gehad op hoe ik over mijn langetermijncarrière nadacht, volgende stappen en mogelijke impact, ' zei Shet.
In het laboratorium van Wang, Sheth leidde een vervolgonderzoek om te bepalen in hoeverre het antibioticum het microbioom in diermodellen hervormde. Sheth hielp bij het maken van een kaart van hoe het microbioom zich herstelt en hervormt na toediening van het antibioticum, met behulp van zowel microbioombenaderingen als nieuwe technieken die hij ontwikkelde.
"Het begrijpen van het werkingsmechanisme is eigenlijk heel belangrijk om dit op te schalen als een interventie en om in de toekomst nieuwe en betere interventies te ontwikkelen, " zei hij. "Het andere interessante aspect is dat deze macrolide-antibiotica natuurlijke producten zijn die door verschillende microben worden gemaakt. En dus roept de vraag op, wat is de rol van deze antibiotica in natuurlijke ecosystemen? Het is zo'n fascinerende reeks problemen en heeft duidelijk ingrijpende gevolgen voor de menselijke gezondheid."
Sheth kweekt al sinds zijn kindertijd kleine dingen. "Op de middelbare school, iemand gaf me een kombucha-scoby en ik was gefascineerd door hoe deze rare mat zichzelf repliceerde. Het is super slijmerig, maar dan verandert het suikerthee in iets geheel nieuws."
Hij groeide op in een gezin dat gefascineerd was door biologische wetenschappen en design. Sheth's moeder was een architect die kunstpedagoog werd. Zijn vader is een ingenieur die zijn hele carrière in onderzoek en ontwikkeling bij Procter &Gamble heeft gewerkt, en zijn zus beginnen dit najaar aan een doctoraat op het gebied van bio-ingenieurswetenschappen aan de Stanford University.
"Het was een heel interessante jeugd. De kruising van kunst en wetenschap beïnvloedde veel van de manieren waarop ik denk, ' zei Shet.
Sheth heeft die creativiteit nu naar microben gebracht en wil zijn fascinatie met anderen delen.
"Als mensen denken aan microben, ze stellen zich deze icky pathogenen voor die ziekte veroorzaken, " zei hij. "Maar microben zijn zoveel meer dan dat. Deze micro-organismen hebben een ongelooflijk transformerend vermogen, en we hebben waarschijnlijk maar 1 procent ontdekt van wat ze kunnen doen. De overige 99 procent heeft het potentieel om een nieuwe technologische revolutie teweeg te brengen, vergelijkbaar met de impact van materiaalwetenschap, elektronica en computernetwerken in de 20e eeuw. Als ik hieraan denk, word ik echt enthousiast over waar we elke dag aan werken."
Bacteriën in het geboortekanaal gekoppeld aan een lager risico op eierstokkanker
Onderzoek toont aan dat darmparasieten de ernst van COVID-19 verminderen
Ziekte van Crohn
Darmimmuuncellen kunnen verantwoordelijk zijn voor veranderingen in het metabolisme, vindt onderzoek
Rotavirusvaccinatie niet gekoppeld aan risico op diabetes mellitus type 1
Kinderen zijn immuun voorbereid op SARS-CoV-2
Allergieën die verband houden met een hogere consumptie van junkfood,
suggereert nieuwe studie Veel voedselallergieën bij kinderen kunnen te wijten zijn aan het eten van junkfood, volgens een nieuwe studie. Kinderen met voedselallergieën, en kinderen die veel junkfood e
Bloedonderzoek voor microbieel DNA kan waarschuwen voor kanker
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuur op 11 maart, 2020, zou de huidige opvattingen over het veroorzaken en diagnosticeren van kanker kunnen veranderen. De onderzoekers hebben een
Ultraviolet B-licht is goed voor het darmmicrobioom
Een kleine studie gepubliceerd in het tijdschrift Grenzen in de immunologie op 24 oktober, 2019, laat zien dat blootstelling aan ultraviolet B (UVB) licht, die gewoonlijk wordt bereikt door blootste