Ravi Sheth prejme diplomsko nalogo 2020 Hertz za preoblikovanje mikrobnih raziskav

Sodelavec Hertza Ravi Sheth pravi, da je njegov laboratorij na mornariškem dvorišču v Brooklynu "kot tovarna mikrobov Willy Wonka", namenjena izboljšanju okusa in varnosti hrane in pijače.

Družba, ki jo je ustanovil, Kraljevske superkulture, razvija tudi načine za izboljšanje izdelkov za osebno nego in lepoto z zamenjavo kemikalij, ki se danes uporabljajo, z zdravimi, trajnostne sestavine.

Ustanovitev takega podjetja ne bi bila tako izvedljiva, ko je Sheth pred petimi leti doktoriral na štipendiji Hertz, ker še ni izumil orodij za mehanično razumevanje delovanja mikrobiomov.

Shetova "zlata vstopnica" je bila njegova doktorska disertacija, "Nova orodja za razumevanje in inženiring kompleksnih mikrobnih skupnosti, ", za katerega je prejel nagrado Hertz Thesis 2020. Temelji na delu, ki ga je med svojim štipendiranjem Hertz opravljal v laboratoriju Harris Wang na Univerzi Columbia.

"Polje je imelo temeljne merilne težave, "je rekel." Bilo je res kot Divji zahod. Zdaj lahko z orodji količinsko razumemo in merimo, kako se mikrobiomi spreminjajo v prostoru in času ter kako delujejo z vidika ekosistema. "

Merjenje mikrobioma je bil kompleksen izziv. Sheth je uporabil imunski sistem CRISPR-Cas za razvoj mikroskopskega snemalnika, ki je zajemal okoljske signale iz populacij mikrobov. Genetsko vezje je zajelo informacije o tem, kako so se okoljski signali s časom spreminjali-kar prej še ni bilo doseženo-in jih kodiralo v zaporedje DNK samih celic. Orodja so lahko posnela tudi druge podatke, kot vodoravno prenesene sekvence DNA v kompleksnih mikrobiomih.

"Kar je res kul, je, da to ni bil en sam krog v eni sami celici. To vezje je dejansko zahtevalo celotno populacijo celic, ki so se samoobnavljale, " rekel je.

Z uporabo novih pristopov vzorčenja in statistike, Sheth je tudi preslikal, kako mikrobi medsebojno delujejo tako na mikroskopski (mikron) ravni kot na veliko večji (centimetrski) ravni z veliko zapletenostjo. Sheth je s temi novimi orodji razumel, kako se mikrobiom osebe spreminja skozi čas in kot odziv na spremembe, kot je prehrana.

Odkril je tudi, da so nihanja mikrobioma podobna drugim fizično interaktivnim sistemom, kot so populacije ptic in borza. To kaže na potencialni niz univerzalnih načel, ki jim sledijo tudi mikrobiomi, rekel je.

"V čast in privilegij mi je priznati delo na doktoratu, "Je rekel Sheth." Izjemno spoštujem vse Hertzove štipendiste, In zelo pomembno je, da izberem diplomsko delo. "

Mikrobne skupnosti sinergirajo nove izdelke

Shethovo podiplomsko študijsko delo pri njegovem enoletnem zagonu. "Naravne kulture jemljemo in jih sestavljamo kot lego kocke v nove skupnosti in sestavine."

Nekatere prve sestavine Kingdom Supercultures bodo jeseni prišle na police v trgovinah v ZDA, čeprav so podrobnosti za zdaj v tajnosti. Na splošno, vključujejo nove kulture za rastlinska živila, fermentirane in alkoholne pijače, in nove izdelke za osebno nego nekaterih največjih proizvajalcev pakiranega blaga.

"Zelo smo navdušeni nad izdelki, na katerih delamo, "Je rekel Sheth." Veliko okusimo, okus in čutno delo, kar je kul, je, da imajo ti posamezni mikrobi čarobno sposobnost, da hrano spremenijo v nekaj povsem novega. Izvajamo poglobljene poskuse za ustvarjanje množice podatkov, toda na koncu za skoraj vse, kar počnemo, okusimo na koncu, kar je visceralno razburljiv rezultat. "

Nekatera podjetja so se uveljavila na trgu kulture, običajno pa se zanašajo na omejen nabor nekaj deset mikrobov, Je rekel Sheth. Kraljevske superkulture imajo drugačen pristop, z uporabo veliko širšega spektra naravnih mikrobov, ki medsebojno delujejo.

Lahko se medsebojno sinergirajo in dosežejo biotransformacije, ki jih ne more narediti noben sam organizem. Vse brez genetskih sprememb . "

Ravi Sheth, Fannie in John Hertz Foundation

Sheth, 27, je soustanovil svoje podjetje takoj po tem, ko je doktoriral. Po diplomi, govoril je na konferenci o mikrobiomih na Irskem, odletel domov in se takoj preselil v svoj novi laboratorij. Kraljevina je z Y Combinatorjem zbrala sredstva tveganega kapitala, eden najboljših zagonskih pospeševalnikov, osredotočenih na tehnologijo. Družba je hitro začela ustvarjati prihodek z raziskavami in razvojem novih živil.

Poleg uporabe orodij, ki jih je razvil na podiplomski šoli, Sheth navdušujejo tudi nova merilna orodja, kot je konfokalna mikroskopija. "Omogoča nam, da natančno vidimo, kaj počnejo mikrobi, in je povsem nova vrsta merjenja. Uporabljamo ga za ustvarjanje ogromnih količin podatkov v laboratoriju v številnih projektih."

Vrednost štipendije Hertz

Brez podpore Hertzove fundacije, Sheth dvomi, da bi bil na svoji trenutni poti. Na sredini doktorata, Philip Welkhoff ga je pozval, naj razmisli o poletnem pripravništvu pri Fundaciji Bill &Melinda Gates. Welkhoff je višji sogovornik fundacije Hertz in član upravnega odbora, pa tudi direktor za malarijo pri Fundaciji Gates.

Ob uri, fundacija Gates je želela ugotoviti, ali bi lahko dvakratni letni odmerki azitromicina zmanjšali smrtnost otrok v podsaharski Afriki, kjer 1 od 19 otrok umre pred petim letom starosti. Zdravilo, naredil bolj okusen s kančkom arome banane, zmanjšala smrtnost otrok zaradi vseh vzrokov za 14 odstotkov.

"Delo se je resnično spremenilo v mojem razmišljanju o vplivu tehnologije na svet. Naučil sem se, da lahko imaš najboljše tehnološke rešitve za težave, vendar je glede stroškov treba upoštevati še veliko drugih dejavnikov, sprejemljivost, obseg in porazdelitev. To je močno vplivalo na moje razmišljanje o moji dolgoročni karieri, naslednji koraki in možni vpliv, "Je rekel Sheth.

V Wangovem laboratoriju, Sheth je vodil nadaljnjo študijo, da bi ugotovil, v kolikšni meri je antibiotik preoblikoval mikrobiom pri živalskih modelih. Sheth je pomagal sestaviti zemljevid, kako se mikrobiom obnovi in ​​preoblikuje po dajanju antibiotika, z uporabo pristopov mikrobiomov in novih tehnik, ki jih je razvil.

"Razumevanje mehanizma delovanja je pravzaprav zelo pomembno za razširitev tega na poseg in razvoj novih in boljših posegov v prihodnosti, "je dejal." Drugi zanimiv vidik je, da so ti makrolidni antibiotiki naravni proizvodi različnih mikrobov. Zato se postavlja vprašanje, kakšna je vloga teh antibiotikov v naravnih ekosistemih? To je tako fascinanten sklop težav in očitno ima globoke posledice za zdravje ljudi. "

Sheth že od otroštva goji drobne stvari. "V srednji šoli, nekdo mi je dal kombucha scoby in bil sem navdušen nad tem, kako se je ta čudna preproga samopodvojila. Super je sluzasta, potem pa sladkorni čaj spremeni v nekaj povsem novega. "

Odraščal je v družini, ki jo navdušujejo biološke znanosti in oblikovanje. Shetova mama je bila arhitektka, ki je postala umetniška pedagoginja. Njegov oče je inženir, ki je celotno kariero delal na področju raziskav in razvoja v podjetju Procter &Gamble, njegova sestra pa jeseni začenja doktorat iz bioinženiringa na univerzi Stanford.

"Bilo je res zanimivo otroštvo. Presečišče umetnosti in znanosti je vplivalo na veliko načinov razmišljanja, "Je rekel Sheth.

Sheth je to ustvarjalnost prinesel mikroorganizmom in želi svojo fascinacijo deliti z drugimi.

"Ko ljudje pomislijo na mikrobe, predstavljajo si te grozne patogene, ki povzročajo bolezen, "je rekel." Toda mikrobi so veliko več kot to. Ti mikroorganizmi imajo neverjetno transformacijsko sposobnost, in verjetno smo odkrili le 1 odstotek tega, kar zmorejo. Drugih 99 odstotkov ima potencial za poganjanje druge tehnološke revolucije, podobne vplivu znanosti o materialih, elektronike in računalniškega omrežja v 20. stoletju. Ob razmišljanju o tem sem zelo navdušen nad tem, na čem delamo vsak dan. "

• Beljakovine, specifične za želodec, igrajo ključno vlogo pri napredovanju debelosti
• Začela se je nova študija za natančnejšo diagnozo zgodnjega hepatocelularnega karcinoma